TW202109799A

TW202109799A - 調溫單元

Info

Publication number: TW202109799A
Application number: TW109116816A
Authority: TW
Inventors: 森内英輝; 幡野修平
Original assignee: 日商巴川製紙所股份有限公司
Priority date: 2019-05-21
Filing date: 2020-05-21
Publication date: 2021-03-01
Also published as: CN113812219A; EP3975243A1; WO2020235449A1; JPWO2020235449A1; KR20210151195A; EP3975243A4; TWI756689B; US20220201895A1; KR102643544B1; US11985795B2

Abstract

本發明係以可獲得一種依較高均勻性而進行溫度調整之調溫單元為目的，該調溫單元(1)具備有：熱介質導入口(2)，其自外部導入熱介質；調溫機構(3)，其供來自熱介質導入口(2)之熱介質通過；及熱介質排出口(4)，其將熱介質自調溫機構(3)排出至外部；而調溫機構(3)具有：金屬多孔質體；及收容體(5)，其收容金屬多孔質體；而收容體(5)係至少1個主面露出於調溫機構(3)之外側，且藉由該主面之內側與金屬多孔質體接觸而於金屬多孔質體與外部之間進行熱交換；於熱介質導入口(2)與金屬多孔質體之間設置有熱介質擴散區域(10)。

Description

調溫單元

本發明係關於一種調溫單元。

通常，若電氣設備之使用電力增加，則發熱量增加，電氣設備之溫度變高，並會導致故障動作及故障等。因此，多數情況下，電氣設備中具備用於冷卻及散發所產生之熱量的冷卻構件。

作為此種冷卻構件之習知技術之一例，於專利文獻1中，以冷卻效果優異，易實現小型化及薄型化，並能夠進行局部冷卻為目的，揭示有一種冷卻構件，該冷卻構件具有由金屬纖維構成之金屬纖維片及對該金屬纖維片進行冷卻之冷卻機構，該冷卻機構具備收容該金屬纖維片之收容體及將冷媒導入至該收容體內之冷媒導入手段。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2019-9433號公報

(發明所欲解決之問題)

然而，於作為前述習知技術之一例之專利文獻1中，於收容體內之冷媒其擴散性較低時，有產生冷卻不均之虞。或，於使收容體內之溫度上升時亦然，於收容體內之熱媒之擴散性較低時，有加熱不均之虞。即，於收容體內之熱介質之擴散性較低時，有溫度調整不均之虞，若溫度調整不均，則難以進行均勻之溫度調整。

本發明係鑒於前述而完成者，目的在於獲得一種可以較高之均勻性進行溫度調整之調溫單元。 (解決問題之技術手段)

本發明旨在解決前述課題為目的，其係一種調溫單元，該調溫單元具有：熱介質導入口，其自外部導入熱介質；調溫機構，其供來自前述熱介質導入口之前述熱介質通過；及熱介質排出口，其將前述熱介質自前述調溫機構排出至外部；前述調溫機構具備：金屬多孔質體；及收容體，其收容前述金屬多孔質體；前述收容體係至少1個主面露出於前述調溫機構之外側，且藉由該主面之內側與前述金屬多孔質體接觸而於前述金屬多孔質體與外部之間進行熱交換；於前述熱介質導入口與前述金屬多孔質體之間設置有熱介質擴散區域。

於前述構成之本發明之調溫單元中，較佳為於前述金屬多孔質體與前述熱介質排出口之間設置有熱介質緩衝區域。

於前述構成之本發明之調溫單元中，較佳為前述金屬多孔質體係藉由包含金屬纖維而構成之金屬纖維片。

於前述構成之本發明之調溫單元中，較佳為前述熱介質擴散區域係自前述熱介質導入口朝向前述金屬多孔質體之熱介質導入面之兩端部分呈連續地傾斜並擴展之形狀，前述熱介質緩衝區域係自前述金屬纖維片之熱介質排出面之兩端部分朝向前述熱介質排出口呈連續地傾斜並變窄之形狀。

於前述構成之本發明之調溫單元中，較佳為前述金屬纖維片具備：第1金屬纖維片，其配置於前述熱介質導入口側；及第2金屬纖維片，其配置於前述熱介質排出口側；於前述第1金屬纖維片與前述第2金屬纖維片之間形成間隙。

於前述構成之本發明之調溫單元中，較佳為前述金屬纖維片為如下形狀：於前述熱介質之流速變大之部分，前述熱介質之路徑變長。

於前述構成之本發明之調溫單元中，較佳為前述金屬纖維片係於前述熱介質之流速變大之部分密集地配置有金屬纖維。

於前述構成之本發明之調溫單元中，較佳為於前述金屬纖維片，形成有一部分被去除而呈彎曲形狀之流路。

於前述構成之本發明之調溫單元中，較佳為於前述熱介質之流速變小之部分，前述收容體之前述熱介質流路變窄。

於前述構成之本發明之調溫單元中，較佳為於前述收容體中彎曲之流路係藉由將前述熱介質之流路之一部分遮斷之構造物而形成。 (對照先前技術之功效)

根據本發明，可獲得一種能夠以較高之均勻性進行溫度調整之調溫單元。

以下，參照圖式對本發明之實施形態進行說明。但是，本發明不應由以下之實施形態之記載來限定解釋。再者，於以下說明中，對相同構成賦予相同符號。

首先，於以下說明中對本說明書之用語進行定義。所謂「金屬纖維」係指以金屬為主要成分之纖維，例如，所謂「銅纖維」係指以銅為主要成分之纖維。又，於以金屬為主要成分之情形時，只要不損害本發明之效果，可包含除該金屬以外之一定量之成分，包括不可避免地包含之雜質。又，「導熱率(W/(m‧K))」係藉由雷射閃光法(例如，ULVAC理工股份有限公司製，雷射閃光熱常數測定裝置「TC7000型」)而測定之值。又，所謂「平均纖維直徑」係指藉由基於利用顯微鏡所拍攝之金屬纖維片之數個位置之垂直剖面，算出垂直於金屬纖維之長度方向之截面積，並算出具有與該截面積相同面積之真圓之直徑而導出之面積直徑之算數平均值。此處，所謂「數個位置」例如可設為20個位置。又，所謂「平均纖維長度」係指於顯微鏡像中，關於隨機選擇之多根纖維，測定纖維之長度方向之長度而獲得之值之算數平均值。再者，於纖維非直線狀之情形時，設為沿纖維所形成之曲線之長度。此處，多根例如可設為20根。又，所謂「占積比例」係指纖維部分相對於纖維片之體積所占之比率，根據纖維片之基重、厚度及纖維之真密度藉由下式算出。此處，於纖維片包含數個種類之纖維時，可藉由採用反映各纖維之組成比率之真密度值而算出占積比例。 (占積比例(%))=(纖維片之基重)/((纖維片之厚度)×(真密度))×100。此處，所謂「片之厚度」係指藉由利用空氣使端子掉落之方式之膜厚計(例如，Mitutoyo公司製「數位式量表ID-C112X」)例如測定金屬纖維片之測定點時之算數平均值。所謂「均質性」係指由纖維構成之片之電特性、物理特性及透氣特性等片所具有之特性於片內之變動較小。作為均質性之指標，例如可採用每1 cm² 之JIS Z8101中規定之基重之變異係數(CV(Coefficient of Variation)值)。所謂「空隙率」係指存在空隙之部分相對於纖維片之體積之比例，根據纖維片之基重、厚度及纖維之真密度藉由下式算出。於纖維片包含數個種類之纖維時，可藉由採用反映各纖維之組成比率之真密度值而算出占積比例。 (空隙率(%))=(1－(纖維片之基重)/((纖維片之厚度)×(真密度)))×100。本發明之熱介質可為氣體，亦可為液體等，其性狀不受限制。即，本發明之熱介質可為如空氣之氣體，如水或醇之液體，亦可為氫氟碳或氫氟醚等氟系化合物等。

＜實施形態1＞圖1係表示本實施形態之調溫單元1之上表面及上表面之A-A之剖面之圖。圖1所示之調溫單元1具有熱介質導入口2、調溫機構3及熱介質排出口4。

熱介質導入口2係自外部將熱介質導入調溫機構3內之端口。熱介質排出口4係將調溫機構3內之熱介質排出至外部之端口。再者，於熱介質導入口2，較佳為設置有靜態混合器以使所要導入之熱介質擴散。若於熱介質導入口2設置有靜態混合器，則於所要導入之熱介質中產生湍流，可增加熱之傳導量。

調溫機構3具備：金屬纖維片6，其包含金屬纖維而構成；收容體5，其收容金屬纖維片6；及熱交換板7，其一主面露出於調溫機構3之外側，藉由該一主面之背面與金屬纖維片6接觸設置而於金屬纖維片6與外部之間進行熱交換；密封構件8，其將收容體5與熱交換板7之間密封。自熱介質導入口2導入之熱介質通過調溫機構3內部，並從熱介質排出口4排出。

金屬纖維片6可由金屬纖維單獨構成，亦可包含除金屬纖維以外之成分而構成。作為金屬纖維之金屬成分，可例示銅、不鏽鋼、鐵、鋁、鎳、鉻及貴金屬等，其等之中，較佳為銅、不鏽鋼及鋁，特佳為銅。其原因在於，銅纖維之剛直性與塑性變形性之平衡性優異。再者，作為貴金屬，可例示金、鉑、銀、鈀、銠、銥、釕及鋨。又，作為金屬纖維片6所包含之除金屬纖維以外之成分，可例示聚對苯二甲酸乙二酯(PET:Poly-Ethylene Terephthalate)、聚乙烯醇(PVA:Poly-Vinyl Alcohol)、聚烯烴、聚氯乙烯(PVC:Poly-Vinyl Chloride)、聚醯胺及丙烯酸、及賦予纖維狀物黏結性及載持性之有機物。尤其是，於金屬纖維片6為數根金屬纖維隨機交絡而成之不織布之情形時，藉由包含該等有機物中之任意一種或數種，可輔助或提高金屬纖維片6之製作時之形態維持性及功能性。

於金屬纖維片6中，較佳為相鄰之數根金屬纖維間黏結。即，於金屬纖維片6中，較佳為數根金屬纖維被物理性地固定，並於數根金屬纖維之間形成黏結部。金屬纖維片6之數根金屬纖維可以黏結部直接固定，亦可間接固定，較佳為於構成金屬纖維片6之數根金屬纖維間之至少一部分形成空隙。其原因在於，若於金屬纖維片6內形成此種空隙，則下述熱介質易被導入至金屬纖維片6內。又，於該黏結部中，若數根金屬纖維間被燒結，則金屬纖維片6之導熱性及均質性穩定，因此較佳。數根金屬纖維間所形成之空隙可藉由金屬纖維交絡而形成。再者，金屬纖維片6之空隙率較佳為5%以上且99%以下，更佳為10%以上且98%以下。又，金屬纖維片6之導熱率較佳為5 W/(m‧K)以上。

又，金屬纖維片6只要為片狀構造體即可，可為數根金屬纖維隨機交絡而成之不織布，亦可為具有規則性之織布或網狀材料。又，金屬纖維片6之表面可為平坦，亦可為經波浪形加工之凹凸狀。

金屬纖維片6之基重較佳為10 g/m² 以上且1000 g/m² 以下。若金屬纖維片6之基重為10 g/m² 以上，則可提高冷卻或加熱效果，若金屬纖維片6之基重為1000 g/m² 以下，則可使金屬纖維片6輕量化。

此處，若金屬纖維片6之金屬纖維之平均纖維直徑未滿1 μm，則金屬纖維之剛直性降低，於製造金屬纖維片6時易產生結塊，金屬纖維片6之導熱性及均質性難以穩定。另一方面，若金屬纖維片6之金屬纖維之平均纖維直徑超過30 μm，則金屬纖維之剛直性變得過強，因此難以交絡。因此，金屬纖維片6之金屬纖維之平均纖維直徑較佳為1 μm以上且30 μm以下，特佳為2 μm以上且20 μm以下。又，於金屬纖維片6為數根金屬纖維隨機交絡而成之不織布之情形時，為了使金屬纖維片6之導熱性及均質性穩定，金屬纖維片6之金屬纖維之平均纖維長度較佳為1 mm以上且10 mm以下。

又，若金屬纖維片6之金屬纖維之縱橫比未滿33，則金屬纖維難以交絡。另一方面，若金屬纖維片6之金屬纖維之縱橫比超過10000，則金屬纖維片6之均質性降低。因此，金屬纖維之縱橫比較佳為33以上且10000以下。

又，若金屬纖維片6之占積比例未滿2%，則導入熱介質時之壓力損失得以抑制，但另一方面，由於纖維量不足而導致冷卻或加熱效果降低。另一方面，若金屬纖維片6之占積比例超過65%，則導入熱介質時之壓力損失增大。因此，金屬纖維片6之占積比例較佳為2%以上，更佳為4%以上，特佳為5%以上，較佳為65%以下，更佳為60%以下。

又，為了提高金屬纖維片6之均質性，金屬纖維片6之每1cm² 之JIS Z8101中規定之基重之變異係數CV值較佳為10%以下。

金屬纖維片6之製造方法並不限定於特定之方法。於金屬纖維片6為網狀材料或織布之情形時之製造方法中，可使用使金屬線逐根交叉之平紋編織，或，亦可使用使配置於縱向之金屬線與配置於橫向之金屬線按以2根以上為單位相互覆蓋之方式交叉之斜紋編織。或，亦可使用疊織、平疊織或綾疊織。或，於金屬纖維片6為網狀材料之情形時，可不編織金屬線而將金屬線以交叉之狀態進行熔接。作為金屬纖維片6為不織布之情形時之製造方法，可例示藉由濕式抄紙法抄紙之方法。於濕式抄紙法中，使用金屬纖維等分散於水性介質之漿體，利用抄紙機進行濕式抄紙。此處，於漿體中可添加填料、分散劑、增黏劑、消泡劑、紙張增強劑、上漿劑、絮凝劑、著色劑及定著劑等添加劑。並且，針對藉由濕式抄紙法所獲得之濕體片，可進行使數根金屬纖維相互交絡之纖維交絡處理步驟。作為纖維交絡處理步驟，可例示將高壓噴射水流噴射至濕體片之一主面之方法。根據該方法，能夠使金屬纖維或包含金屬纖維之纖維交絡於整個濕體片。該濕體片於纖維交絡處理步驟後，經過利用熱風乾燥之乾燥機步驟。該乾燥機步驟較佳為使用減壓燒結爐於惰性氣體環境中進行。經過乾燥機步驟之片於冷卻至常溫後被捲取。

對於經過纖維交絡處理步驟與乾燥機步驟所獲得之片，可於使數根金屬纖維黏結之前對其進行加壓步驟。根據加壓步驟，可減少存在於數根金屬纖維間之過大之空隙，由此可提高均質性。又，於進行加壓步驟時，藉由壓力調整，亦可調整金屬纖維片6之厚度。

再者，如上所述，數根金屬纖維間之黏結部較佳為藉由燒結步驟被燒結。根據燒結步驟，可確實地進行數根金屬纖維間之黏結，數根金屬纖維間得以固定，穩定金屬纖維片6之基重之CV值，且穩定金屬纖維片6之均質性及導熱性。

又，經過燒結步驟之金屬纖維片6較佳為進而施加加壓步驟。此處，若於燒結步驟後進而施加加壓步驟，則可進一步提高金屬纖維片6之均質性，並且可使金屬纖維片6變薄。並且，根據燒結步驟後之加壓步驟，金屬纖維不僅於金屬纖維片6之厚度方向移動，亦於面方向移動。藉此，於燒結時，於空隙位置亦配置有金屬纖維，金屬纖維片6之均質性提高，且該狀態藉由金屬纖維之塑性變形性得以維持。

再者，作為金屬纖維片6為不織布之情形時之製造方法，可使用將片壓縮成形之乾式法。於乾式法中，藉由梳棉法及氣紡法等製作以金屬纖維為主體之織物，並將該織物壓縮成形。於壓縮成形時，可使黏合劑浸漬於數根金屬纖維中以使數根金屬纖維間黏合。此處，作為黏合劑，可例示丙烯酸系黏著劑等有機黏合劑及矽酸膠等無機黏合劑。

收容體5係收容金屬纖維片6之隔熱構造體。作為收容體5之材料，可例示金屬、陶瓷及樹脂。此處，作為金屬材料，可例示不鏽鋼、銅及鋁。又，作為陶瓷材料，可例示氧化鋁、氧化鋯、鈦酸鋇、碳化矽、氮化矽及氮化鋁。又，作為樹脂材料，可例示聚丙烯酸樹脂、聚乙烯吡咯啶酮樹脂、聚酯樹脂、聚丙烯樹脂、聚四氟乙烯等氟樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂及聚對伸苯基苯并二

唑樹脂。收容體5由前述材料形成後，使用石棉等進行隔熱。

熱交換板7係於一主面包含溫度調整對象面，於該溫度調整對象面之背面與金屬纖維片6接觸，並於該溫度調整對象面與金屬纖維片6之間進行熱交換之構件。作為熱交換板7之材料，較佳為使用導熱性較高之材料，作為導熱性較高之材料，可例示不鏽鋼、銅及鋁。又，若於金屬纖維片6與熱交換板7接觸之狀態下經過燒結步驟，則金屬纖維片6與熱交換板7黏結，因此較佳。其原因在於，若金屬纖維片6與熱交換板7黏結，則於金屬纖維片6與熱交換板7之間更易導熱。燒結步驟較佳為使用減壓燒結爐於惰性氣體環境中進行。

密封構件8係藉由將收容體5與熱交換板7之間接合之接合材料而形成之構件。作為此種接合材料，可使用金屬接合材料或有機接合材料。作為金屬接合材料，可例示銀焊料、磷銅焊料、焊錫及銅箔。金屬接合材料之導熱率較佳為50 W/(m‧K)以上，厚度較佳為100 μm以下。作為有機接合材料，可例示熱硬化性之環氧、胺甲酸乙酯及矽酮等。有機接合材料之導熱率較低而為未滿1 W/(m‧K)，因此就導熱性之觀點而言較佳為使其變薄，其厚度較佳為20 μm以下。密封構件8例如較佳為於收容體5載置於黏結有金屬纖維片6與熱交換板7之構件上之狀態下，藉由燒結或熱硬化反應將熱交換板7與收容體5接合。

圖2係表示本實施形態之調溫單元1之橫截面及自熱介質排出口4側觀察之側面之圖。於圖2中，自熱介質導入口2導入至調溫機構3內之熱介質於滲入金屬纖維片6之前於熱介質擴散區域10中擴散，穿過金屬纖維片6到達熱介質緩衝區域11，到達熱介質緩衝區域11之熱介質自熱介質排出口4被排出至外部。

如圖2所示，藉由於調溫單元1內之熱介質導入口2與金屬纖維片6之間設置熱介質擴散區域10，能夠使自熱介質導入口2導入之熱介質於滲入金屬纖維片6內部之前擴散。又，藉由於調溫單元1內之金屬纖維片6與熱介質排出口4之間設置熱介質緩衝區域11，能夠改善熱介質之流動。因此，藉由於調溫單元1內之熱介質導入口2與金屬纖維片6之間設置熱介質擴散區域10，於調溫單元1內之金屬纖維片6與熱介質排出口4之間設置熱介質緩衝區域11，能夠防止溫度調整對象面之冷卻或加熱不均，而能夠以較高之均勻性進行溫度調整。

如以上所說明般，根據本實施形態，能夠防止溫度調整對象面之冷卻或加熱不均。

＜實施形態2＞於本實施形態中展示一種藉由收容體之形狀能夠使熱介質有效地擴散以防止溫度調整對象面之冷卻或加熱不均，而能夠以較高之均勻性進行溫度調整之形態。

圖3係表示本實施形態之調溫單元1a之橫截面及自熱介質排出口4側觀察之側面之圖。圖3所示之調溫單元1a與圖2所示之調溫單元1之不同點在於，調溫單元1a具備調溫機構3a以代替調溫機構3。調溫機構3a與圖2所示之調溫機構3之不同點在於，調溫機構3a具備收容體5a以代替收容體5，具備熱介質擴散區域10a以代替熱介質擴散區域10，且具備熱介質緩衝區域11a以代替熱介質緩衝區域11。

收容體5a藉由設為自熱介質導入口2向金屬纖維片6之熱介質導入面之兩端部分連續地斜向擴展之形狀而形成橫截面為大致梯形狀之熱介質擴散區域10a，藉由設為自金屬纖維片6之熱介質排出面之兩端部分向熱介質排出口4連續傾斜變窄之形狀而形成橫截面為大致梯形狀之熱介質緩衝區域11a。於熱介質擴散區域10a中，熱介質被導向金屬纖維片6，於熱介質緩衝區域11a中，由於熱介質之流動變得良好，因此能夠有效地進行熱介質之擴散。因此，能夠防止溫度調整對象面之冷卻或加熱不均，而能夠以更高之均勻性進行溫度調整。

再者，本實施形態之調溫單元1a並不限定於前述構成，亦包含熱介質導入口2與金屬纖維片6之間之一部分斜向擴展之形態，或金屬纖維片6與熱介質排出口4之間之一部分傾斜之形態。

如以上所說明般，根據本實施形態，能夠使熱介質更有效地擴散以防止溫度調整對象面之冷卻或加熱不均。

＜實施形態3＞於本實施形態中展示一種能夠藉由金屬纖維片之配置調整熱介質之流速以防止溫度調整對象面之冷卻或加熱不均，而能夠以較高之均勻性進行溫度調整之形態。

圖4係表示本實施形態之調溫單元1b之橫截面及自熱介質排出口4側觀察之側面之圖。圖4所示之調溫單元1b與圖2所示之調溫單元1之不同點在於，調溫單元1b具備調溫機構3b以代替調溫機構3。調溫機構3b與圖2所示之調溫機構3之不同點在於，調溫機構3b具備金屬纖維片6b1及金屬纖維片6b2以代替金屬纖維片6。

作為第1金屬纖維片之金屬纖維片6b1配置於收容體5內之熱介質導入口2側，且作為第2金屬纖維片之金屬纖維片6b2配置於收容體5內之熱介質排出口4側，於金屬纖維片6b1與金屬纖維片6b2之間形成有中間區域12b。於調溫機構3b中，於金屬纖維片6b1與金屬纖維片6b2之間形成有作為間隙之中間區域12b，藉此能夠使熱介質之流速變得均勻。

如以上所說明般，根據本實施形態，能夠使熱介質之流速變得均勻以防止溫度調整對象面之冷卻或加熱不均。

＜實施形態4＞於本實施形態中，展示一種藉由金屬纖維片之形狀能夠使熱介質之流速變得均勻以防止溫度調整對象面之冷卻或加熱不均，而能夠以較高之均勻性進行溫度調整之形態。

圖5係表示本實施形態之調溫單元1c之橫截面及自熱介質排出口4側觀察之側面之圖。圖5所示之調溫單元1c與圖2所示之調溫單元1之不同點在於，調溫單元1c具備調溫機構3c以代替調溫機構3。調溫機構3c與圖2所示之調溫機構3之不同點在於，調溫機構3c具備金屬纖維片6c以代替金屬纖維片6，具備熱介質擴散區域10c以代替熱介質擴散區域10，且具備熱介質緩衝區域11c以代替熱介質緩衝區域11。

金屬纖維片6c被設為在夾於熱介質導入口2與熱介質排出口4之間之中央部分較長且在熱介質導入面及熱介質排出面之兩端部分變短之形狀。藉由將金屬纖維片6c設為此種形狀，自熱介質導入口2導入之熱介質於中央部分在金屬纖維片6c內之通過距離變長，於兩端部分在金屬纖維片6c內之通過距離變短，因此熱介質於流速較大之狀態下被導入之中央部分之熱介質之流速得以抑制。因此，中央部分與兩端部分之熱介質之流速差異變小，從而能夠使熱介質之流速變得均勻。

再者，圖5所示之金屬纖維片6c為中央部分比兩端部分長之形狀，其原因在於熱介質導入口2及熱介質排出口4設置於中央部分，熱介質之流速於中央部分變大。只要為於所導入之熱介質之流速較其他部分大之部分為金屬纖維片內之熱介質之路徑變長之形狀，則較長部分並不限定於中央部分。例如，於熱介質導入口2及熱介質排出口4設置於兩端部分，且在兩端部分之熱介質之流速大於中央部分之情形時，設為兩端部分比中央部分長之形狀。

如以上所說明般，根據本實施形態，藉由金屬纖維片之形狀能夠使熱介質之流速變得均勻以防止溫度調整對象面之冷卻或加熱不均。

＜實施形態5＞於本實施形態中，展示一種能夠藉由調整金屬纖維片之纖維密度使熱介質之流速變得均勻以防止溫度調整對象面之冷卻或加熱不均，而能夠以較高之均勻性進行溫度調整之形態。

圖6係表示本實施形態之調溫單元1d之橫截面及自熱介質排出口4側觀察之側面之圖。圖6所示之調溫單元1d與圖2所示之調溫單元1之不同點在於，調溫單元1d具備調溫機構3d以代替調溫機構3。調溫機構3d與圖2所示之調溫機構3之不同點在於，調溫機構3d具備金屬纖維片6d以代替金屬纖維片6。

金屬纖維片6d具備：密集地配置有金屬纖維之纖維密集區域6d1、以及較纖維密集區域6d1稀疏地配置有金屬纖維之纖維非密集區域6d2及纖維非密集區域6d3。纖維密集區域6d1配置於被包夾於熱介質導入口2與熱介質排出口4之間之中央部分，於兩端部分之各者配置有纖維非密集區域6d2及纖維非密集區域6d3。藉由將金屬纖維片6d設為此種構成，自熱介質導入口2導入之熱介質於中央部分通過纖維密集區域6d1，於兩端部分通過纖維非密集區域6d2或纖維非密集區域6d3，因此，於導入時流速較大之中央部分，相較於兩端部分，熱介質之流速得以抑制。因此，熱介質之流速變大之中央部分與熱介質之流速變小之兩端部分之流速差異得以抑制，從而能夠使熱介質之流速變得均勻。

金屬纖維片6d可藉由將數根金屬纖維片局部重疊並加壓而形成。於密集地配置有金屬纖維之纖維密集區域6d1，藉由使金屬纖維片之重疊片數較纖維非密集區域6d2及纖維非密集區域6d3更多並進行加壓，能夠形成金屬纖維片6d。

如以上所說明般，根據本實施形態，藉由金屬纖維片之纖維密度能夠使熱介質之流速變得均勻以防止溫度調整對象面之冷卻或加熱不均。

＜實施形態6＞於本實施形態中，展示一種藉由去除金屬纖維片之一部分而形成熱介質之流路，能夠使熱介質之流速變得均勻以防止溫度調整對象面之冷卻或加熱不均，而能夠以較高之均勻性進行溫度調整之形態。

圖7係表示本實施形態之調溫單元1e之橫截面及自熱介質排出口4側觀察之側面之圖。圖7所示之調溫單元1e與圖2所示之調溫單元1之不同點在於，調溫單元1e具備調溫機構3e以代替調溫機構3。調溫機構3e與圖2所示之調溫機構3之不同點在於，調溫機構3e具備金屬纖維片6e以代替金屬纖維片6。

金屬纖維片6e具備藉由連續地去除金屬纖維片6之一部分而設置之熱介質流路13e。熱介質流路13e係由自熱介質導入口2向熱介質排出口4之方向之流路、及垂直於該流路之方向之流路而形成。藉由此種構成之金屬纖維片6e，中央部分與兩端部分之流速差異亦得以抑制，而能夠使熱介質之流速變得均勻。再者，熱介質流路13e因一部分被去除之金屬纖維片6e而為彎曲之形狀。

如以上所說明般，根據本實施形態，藉由將金屬纖維片之一部分去除而形成彎曲之熱介質流路，能夠使熱介質之流速變得均勻以防止溫度調整對象面之冷卻或加熱不均。

＜實施形態7＞於本實施形態中，展示一種藉由調溫機構之收容體之形狀能夠使熱介質之流速變得均勻以防止溫度調整對象面之冷卻或加熱不均，而能夠以較高之均勻性進行溫度調整之形態。

圖8係表示本實施形態之調溫單元1f之橫截面及自熱介質排出口4側觀察之側面之圖。圖8所示之調溫單元1f與圖2所示之調溫單元1之不同點在於，調溫單元1f具備調溫機構3f以代替調溫機構3。調溫機構3f與圖2所示之調溫機構3之不同點在於，調溫機構3f具備收容體5f以代替收容體5，且具備金屬纖維片6f以代替金屬纖維片6。收容體5f相對於收容體5而言追加有構造物9f1及構造物9f2。

於收容體5f中，由於在熱介質導入面及熱介質排出面之兩端部分側各別設置有構造物9f1及構造物9f2，兩端部分之熱介質之流路變窄，因此熱介質之流速變大。藉由此種構成之收容體5f，中央部分與兩端部分之流速差異亦得以抑制，從而能夠使熱介質之流速變得均勻。又，圖8所示之調溫機構3f相較於圖6所示之調溫機構3d能夠抑制熱介質之壓力損失。

如以上所說明般，根據本實施形態，藉由於收容體兩側配置構造物，能夠使熱介質之流速變得均勻以防止溫度調整對象面之冷卻或加熱不均。

＜實施形態8＞於本實施形態中，展示一種藉由於調溫機構之收容體設置與實施形態7不同之構造物，能夠使熱介質之流速變得均勻以防止溫度調整對象面之冷卻或加熱不均，而能夠以較高之均勻性進行溫度調整之形態。

圖9係表示本實施形態之調溫單元1g之橫截面及自熱介質排出口4側觀察之側面之圖。圖9所示之調溫單元1g與圖2所示之調溫單元1之不同點在於，調溫單元1g具備調溫機構3g以代替調溫機構3。調溫機構3g與圖2所示之調溫機構3之不同點在於，調溫機構3g具備收容體5g以代替收容體5，具備金屬纖維片6g以代替金屬纖維片6。收容體5g相對於收容體5而言追加有構造物9g1及構造物9g2。收容體5g藉由將熱介質之流路之一部分遮斷之構造物9g1及構造物9g2而形成彎曲之流路。

於圖9所示之收容體5g中，於熱介質導入面及熱介質排出面之兩端部分之任意一者設置有數個構造物9g1及構造物9g2。再者，數個構造物9g1與熱介質導入面及熱介質排出面之兩端部分之其中一個接觸而設置，數個構造物9g2與熱介質導入面及熱介質排出面之兩端部分之另一個接觸而設置。即，數個構造物9g1與數個構造物9g2設置於收容體5g內之相對向之面。再者，構造物9g1與構造物9g2交替配置。藉由此種構成之收容體5g，中央部分與兩端部分之流速差異亦得以抑制，而能夠使熱介質之流速變得均勻。

再者，金屬纖維片6g可藉由對金屬纖維片6之一部分進行打穿加工而形成。金屬纖維片6之打穿加工可使用打穿加工用之模具，亦可使用雷射剝蝕。並且，較佳為對裝配有金屬纖維片6g之收容體5g進行燒結步驟，其後藉由環氧樹脂等將數個構造物9g1、構造物9g2與金屬纖維片6g黏接以填補間隙，從而提高金屬纖維片6g之機械強度。

如以上所說明般，根據本實施形態，藉由於收容體兩側交替地配置構造物以形成介質流路，從而能夠使熱介質之流速變得均勻以防止溫度調整對象面之冷卻或加熱不均。

＜實施形態9＞於前述實施形態1〜8中對於調溫單元之橫截面及側面具有主要特徵之形態進行了說明，但本發明並不限定於此。

圖10(A)至(E)係表示作為本實施形態之調溫單元之圖1所示調溫單元上表面的A-A剖面之第1〜第5變化例之圖。又，於本實施形態中，於收容體與熱交換板之間具備將其等之間密封之未圖示之密封構件。

作為圖10(A)所示之第1變化例之調溫單元1h具有熱介質導入口2h、調溫機構3h及熱介質排出口4h。調溫機構3h具備：金屬纖維片6；收容體5h，其收容金屬纖維片6；及熱交換板7，其一主面露出於調溫機構3h之外側，藉由該一主面之背面與金屬纖維片6接觸設置而於金屬纖維片6與外部之間進行熱交換。自熱介質導入口2h導入之熱介質通過調溫機構3h內，並從熱介質排出口4h排出。

於圖10(A)所示之調溫單元1h中，與圖1所示之調溫單元1相比，熱介質導入口2h及熱介質排出口4h於熱交換板7側擴展，於導入時及排出時不妨礙熱介質之流動，進而，擴散區域及緩衝區域之截面積變寬。又，收容體5h與收容體5之不同點在於，收容體5h為可搭載熱介質導入口2h及熱介質排出口4h之形狀。藉由設為此種構成，相較於圖1所示之調溫單元1，能夠使熱介質於更寬之區域擴散，而能夠提高熱介質之溫度之均勻性，從而以更高之均勻性進行溫度調整。

作為圖10(B)所示之第2變化例之調溫單元1i具有熱介質導入口2i、調溫機構3i及熱介質排出口4i。調溫機構3i具備：金屬纖維片6；收容體5i，其收容金屬纖維片6；及熱交換板7，其一主面露出於調溫機構3i之外側，藉由該一主面之背面與金屬纖維片6接觸設置而於金屬纖維片6與外部之間進行熱交換。自熱介質導入口2i導入之熱介質通過調溫機構3i內，並從熱介質排出口4i排出。

於圖10(B)所示之調溫單元1i中，於自熱介質導入口2i至金屬纖維片6之間及自金屬纖維片6至熱介質排出口4i之間，熱介質之流動不受妨礙。又，收容體5i與收容體5之不同點在於，收容體5i為於自熱介質導入口2i至金屬纖維片6之間及自金屬纖維片6至熱介質排出口4i之間熱介質之流動不受妨礙的形狀。藉由設為此種構成，相較於圖1所示之調溫單元1，能夠抑制熱介質之壓力損失。

作為圖10(C)所示之第3變化例之調溫單元1j具有熱介質導入口2j、調溫機構3j及熱介質排出口4j。調溫機構3j具備：金屬纖維片6；收容體5j，其收容金屬纖維片6；及熱交換板7j，其一主面露出於調溫機構3j之外側，藉由該一主面之背面與金屬纖維片6接觸設置而於金屬纖維片6與外部之間進行熱交換。自熱介質導入口2j導入之熱介質通過調溫機構3j內部，並從熱介質排出口4j排出。

於圖10(C)所示之調溫單元1j中，自熱介質導入口2j至金屬纖維片6之間及自金屬纖維片6至熱介質排出口4j之間，熱介質之流動階段性地變窄。此處，收容體5j為與圖10(A)所示之收容體5h相同之形狀。又，熱交換板7j與熱交換板7之不同點在於，熱交換板7j為熱介質之流路階段性地變窄之形狀。藉由設為此種構成，相較於圖1所示之調溫單元1，能夠使熱介質之流路導入變得均勻。

作為圖10(D)所示之第4變化例之調溫單元1k具有熱介質導入口2k、調溫機構3k及熱介質排出口4k。調溫機構3k具備：金屬纖維片6k；收容體5k，其收容金屬纖維片6k；及熱交換板7，其一主面露出於調溫機構3k之外側，藉由該一主面之背面與金屬纖維片6k接觸設置而於金屬纖維片6k與外部之間進行熱交換。自熱介質導入口2k導入之熱介質通過調溫機構3k內，並從熱介質排出口4k排出。

於圖10(D)所示之調溫單元1k中，自熱介質導入口2k導入之熱介質於擴散區域中快速擴散。金屬纖維片6k形成為較金屬纖維片6厚。又，收容體5k與收容體5之不同點在於，收容體5k為能夠搭載熱介質導入口2k及熱介質排出口4k，且能夠收容金屬纖維片6k之形狀。藉由設為此種構成，相較於圖1所示之調溫單元1，能夠使熱介質於擴散區域中快速擴散。

作為圖10(E)所示之第5變化例之調溫單元1l具有熱介質導入口2l、調溫機構3l及熱介質排出口4l。調溫機構3l具備：金屬纖維片6；收容體5l，其收容金屬纖維片6；及熱交換板7l，其一主面露出於調溫機構3l之外側，藉由該一主面之背面與金屬纖維片6接觸設置而於金屬纖維片6與外部之間進行熱交換。自熱介質導入口2l導入之熱介質通過調溫機構3l內，並從熱介質排出口4l排出。

於圖10(E)所示之調溫單元1l中，於自熱介質導入口2l至金屬纖維片6之間及自金屬纖維片6至熱介質排出口4l之間中，熱介質之流動階段性地變窄。此處，收容體5l與收容體5k之不同點在於，收容體5l為熱介質之流動階段性地變窄之形狀。又，熱交換板7l為熱介質之流路階段性地變窄之形狀，且為與熱交換板7j相同之剖面形狀。藉由設為此種構成，相較於圖1所示之調溫單元1，能夠使熱介質於擴散區域中快速擴散，且使熱介質之流路導入變得均勻。

以上，如參照圖10所說明般，本發明之調溫單元可採用各種剖面形狀。又，於前述構成中，熱介質導入口及熱介質排出口自水平方向安裝於調溫機構，但本發明並不限定於此。

圖11(A)及(B)係表示熱介質導入口及熱介質排出口自鉛直方向安裝於調溫機構之構成作為本實施形態之調溫單元之圖。

圖11(A)所示之調溫單元1m具有熱介質導入口2m、調溫機構3m及熱介質排出口4m。調溫機構3m具備：金屬纖維片6；收容體5m，其收容金屬纖維片6；及熱交換板7m，其一主面露出於調溫機構3m之外側，藉由該一主面之背面與金屬纖維片6接觸設置而於金屬纖維片6與外部之間進行熱交換。自熱介質導入口2m導入之熱介質通過調溫機構3m內，並從熱介質排出口4m排出。

於圖11(A)所示之調溫單元1m中，貫通熱交換板7m之熱介質導入口2m及熱介質排出口4m自鉛直方向安裝於調溫機構3m。收容體5m與收容體5之不同點在於，收容體5m之開口部未設置於側面。又，熱交換板7m與熱交換板7之不同點在於，熱交換板7m設置有用於配置熱介質導入口2m及熱介質排出口4m之開口部。

圖11(B)所示之調溫單元1n具有熱介質導入口2n、調溫機構3n及熱介質排出口4n。調溫機構3n具備：金屬纖維片6；收容體5n，其收容金屬纖維片6；及熱交換板7，其一主面露出於調溫機構3n之外側，藉由該一主面之背面與金屬纖維片6接觸設置而於金屬纖維片6與外部之間進行熱交換。自熱介質導入口2n導入之熱介質通過調溫機構3n內，並從熱介質排出口4n排出。

於圖11(B)所示之調溫單元1n中，熱介質導入口2n及熱介質排出口4n貫通收容體5n之底面，藉此自鉛直方向安裝於調溫機構3n。收容體5n與收容體5之不同點在於，收容體5n之開口部設置於底面而非側面。

以上，如參照圖11所說明般，於本發明之調溫單元中，可自鉛直方向導入熱介質。又，於圖11(A)中表示自調溫機構之上方導入熱介質並向上排出之構成，於圖11(B)中表示自調溫機構之下方導入熱介質並向下排出之構成，但本發明並不限定於此，可為自調溫機構之上方導入熱介質並向下排出之構成，亦可為自調溫機構之下方導入熱介質並向上排出之構成。

再者，前述實施形態1～9之調溫單元具備金屬纖維片，亦可具備多孔金屬代替金屬纖維片，將金屬纖維片及多孔金屬統稱為金屬多孔質體。又，於金屬纖維片中包含金屬纖維不織布、金屬纖維織布及金屬網。

再者，前述實施形態1～9之調溫單元於熱交換板包含溫度調整對象面，但本發明並不限定於此，亦可具備不進行熱交換之板狀構件以代替熱交換板，於收容體側包含溫度調整對象面。或，亦可於熱交換板包含溫度調整對象面，且於收容體包含溫度調整對象面，於此情形時，於調溫單元之兩面形成有溫度調整對象面。或，本發明之調溫單元亦可不具備板狀構件，於不具備板狀構件之情形時，收容體之1個以上之主面露出於調溫機構之外側，若該主面之內側之面與金屬多孔質體接觸，則收容體之包含該主面之部分以於金屬多孔質體與外部之間進行熱交換之方式發揮功能。

又，將前述各實施形態加以組合而成之構成亦包含於本發明。例如，可將實施形態2之構成與實施形態3之構成加以組合，或將實施形態2之構成與實施形態4之構成加以組合，亦可將實施形態2之構成、實施形態3之構成及實施形態4之構成加以組合。尤其是可將實施形態9與其他實施形態之構成進行組合。

1,1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g,1h,1i,1j,1k,1l,1m,1n:調溫單元 2,2h,2i,2j,2k,2l,2m,2n:熱介質導入口 3,3a,3b,3c,3d,3e,3f,3g,3h,3i,3j,3k,3l,3m,3n:調溫機構 4,4h,4i,4j,4k,4l,4m,4n:熱介質排出口 5,5a,5f,5g,5h,5i,5j,5k,5l,5m,5n:收容體 6,6b1,6b2,6c,6d,6e,6f,6g,6k:金屬纖維片 6d1:纖維密集區域 6d2,6d3:纖維非密集區域 7,7j,7l,7m:熱交換板 8:密封構件 9,9f1,9f2,9g1,9g2:構造物 10,10a,10c:擴散區域 11,11a,11c:緩衝區域 12b:中間區域 13e:熱介質流路

圖1係表示實施形態1之調溫單元之上表面及上表面之A-A之剖面之圖。圖2係表示實施形態1之調溫單元之橫截面及自熱介質排出口側觀察之側面之圖。圖3係表示實施形態2之調溫單元之橫截面及自熱介質排出口側觀察之側面之圖。圖4係表示實施形態3之調溫單元之橫截面及自熱介質排出口側觀察之側面之圖。圖5係表示實施形態4之調溫單元之橫截面及自熱介質排出口側觀察之側面之圖。圖6係表示實施形態5之調溫單元之橫截面及自熱介質排出口側觀察之側面之圖。圖7係表示實施形態6之調溫單元之橫截面及自熱介質排出口側觀察之側面之圖。圖8係表示實施形態7之調溫單元之橫截面及自熱介質排出口側觀察之側面之圖。圖9係表示實施形態8之調溫單元之橫截面及自熱介質排出口側觀察之側面之圖。圖10(A)至(E)係作為實施形態9之調溫單元表示圖1所示之上表面之A-A之剖面的第1～第5變化例之圖。圖11(A)及(B)係作為實施形態9之調溫單元表示熱介質導入口及熱介質排出口自鉛直方向安裝於調溫機構之構成之圖。

1:調溫單元

2:熱介質導入口

3:調溫機構

4:熱介質排出口

5:收容體

6:金屬纖維片

10:擴散區域

11:緩衝區域

Claims

一種調溫單元，其具備有：熱介質導入口，其自外部導入熱介質；調溫機構，其供來自前述熱介質導入口之前述熱介質通過；及熱介質排出口，其將前述熱介質自前述調溫機構排出至外部；前述調溫機構具備：金屬多孔質體；及收容體，其收容前述金屬多孔質體；前述收容體係至少1個主面露出於前述調溫機構之外側，藉由該主面之內側與前述金屬多孔質體接觸而於前述金屬多孔質體與外部之間進行熱交換，於前述熱介質導入口與前述金屬多孔質體之間設置有熱介質擴散區域。
如請求項1之調溫單元，其中，前述金屬多孔質體與前述熱介質排出口之間設置有熱介質緩衝區域。
如請求項1或2之調溫單元，其中，前述金屬多孔質體係藉由包含金屬纖維而構成之金屬纖維片。
如請求項3之調溫單元，其中，前述熱介質擴散區域係自前述熱介質導入口朝向前述金屬多孔質體之熱介質導入面之兩端部分呈連續地傾斜並擴展之形狀，前述熱介質緩衝區域係自前述金屬纖維片之熱介質排出面之兩端部分朝向前述熱介質排出口呈連續地傾斜並變窄之形狀。
如請求項3或4之調溫單元，其中，前述金屬纖維片具備：第1金屬纖維片，其配置於前述熱介質導入口側；及第2金屬纖維片，其配置於前述熱介質排出口側；於前述第1金屬纖維片與前述第2金屬纖維片之間形成有間隙。
如請求項3至5中任一項之調溫單元，其中，前述金屬纖維片之形狀為，於前述熱介質之流速變大之部分，前述熱介質之路徑變長。
如請求項3至6中任一項之調溫單元，其中，前述金屬纖維片係於前述熱介質之流速變大之部分密集地配置有金屬纖維。
如請求項3至7中任一項之調溫單元，其中，於前述金屬纖維片，形成有一部分被去除而呈彎曲形狀之流路。
如請求項1至8中任一項之調溫單元，其中，前述收容體係於前述熱介質之流速變小之部分，前述熱介質之流路變窄。
如請求項1至9中任一項之調溫單元，其中，於前述收容體中彎曲之流路係藉由將前述熱介質之流路之一部分遮斷之構造物而形成。