导热构件制造技术

本发明专利技术提供一种导热构件，在其筒状陶瓷体被金属管覆盖的情况下，在保持热结合状态的同时，抑制热膨胀差引发应力。导热构件10具备筒状陶瓷体11、筒状陶瓷体11的外周侧的金属管12、和被夹在筒状陶瓷体11和金属管12之间的中间材料13。筒状陶瓷体11具有贯通一侧端面至另一侧端面的、作为加热体的第一流体流通的流路。中间材料13的至少一部分由杨氏模量150GPa以下的材料构成。于是，通过使第一流体在筒状陶瓷体11的内部流通、使温度低于第一流体的第二流体在金属管12的外周面12h一侧流通，可以进行第一流体与第二流体的热交换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及筒状陶瓷体被金属管覆盖的导热构件。
技术介绍
通过从高温流体向低温流体的热交换，可以有效地利用热。例如，具有从发动机等的烟气等高温气体回收热的热回收技术。作为气体/液体热交换器，一般是汽车的散热器、空调室外机等的翅片管型热交换器。但是，例如要从汽车废气等气体回收热，一般的金属制热交换器的话缺乏耐热性，难以在高温下使用。因此，适宜的是具有耐热性、耐热冲击、耐腐蚀等的耐热金属或陶瓷材料等。但是，耐热金属存在价格高且加工困难，密度高而重、导热低等的课题。在此，使用了陶瓷材料的热回收技术得以开发。例如，有使用筒状陶瓷体进行热交换的技术。此时，通过使第一流体在筒状陶瓷体的内部流通、在第二流体外部流通，进行热交换。对气体和液体使用筒状陶瓷体进行热交换时，为了使筒状陶瓷体不出现漏液、2种流体混合，必须屏蔽筒状陶瓷体。专利文献I中提出了通过使作为筒状陶瓷体的陶瓷制的蜂窝结构体和金属基材(金属管)一体化，从而进行热回收的技术。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开平9-327627号公报
技术实现思路
但是，如专利文献1，使陶瓷制的蜂窝结构体与金属基材(金属管)一体化时，存在使用时发生热膨胀、蜂窝结构体与金属基材(金属管)的附着性恶化、产生热应力、损伤蜂窝结构体的问题。此外，通过压入使筒状陶瓷体与金属管一体化的情况下，由于附着不足会造成热阻变大，过度预压会损坏导热构件，另外，由于金属管内残留有较大残留应力，耐久性会下降。通过焊接使筒状陶瓷体与金属管一体化的情况下，难以确保润湿性，热膨胀差会引发应力。本专利技术的课题是提供筒状陶瓷体被金属管覆盖的情况下，在保持热结合状态的同时，抑制热膨胀差弓I发应力的导热构件。本专利技术者们发现，通过在筒状陶瓷与其外周侧的金属管之间具有杨氏模量150GPa以下的材料所构成的中间材料，可以解决上述课题。即，根据本专利技术，可提供以下的导热构件。[I] 一种导热构件，其具备筒状陶瓷体、所述筒状陶瓷体的外周侧的金属管和被夹在所述筒状陶瓷体和所述金属管之间的中间材料，所述筒状陶瓷体具有作为加热体的第一流体流通的流路，所述流路贯通筒状陶瓷体一侧端面至另一侧端面，所述中间材料的至少一部分由杨氏模量为150GPa以下的材料，使所述第一流体在所述筒状陶瓷体的内部流通，使温度低于所述第一流体的第二流体在所述金属管的外周面一侧流通，使所述第一流体与所述第二流体进行热交换。[2]如上述[I]所述的导热构件，所述中间材料与所述金属管和所述筒状陶瓷体的至少一部分接触。[3]如上述[I]或[2]所述的导热构件，所述中间材料的至少一部分的热导率在lff/m.K 以上。[4]如上述[I] [3]中任意一项所述的导热构件，所述中间材料由所述石墨片构成，杨氏模量在IGPa以下，厚度方向的热导率在3W/m.K以上。[5]如上述[I] [4]中任意一项所述的导热构件，所述筒状陶瓷体的热导率在IOOff/m.K 以上。[6]如上述[I] [5]中任意一项所述的导热构件，所述筒状陶瓷体为蜂窝结构体，该蜂窝结构体具有由多孔质体构成的隔板，由所述隔板区划形成作为流体流路的多个孔格。[7]如上述[6]所述的导热构件，所述蜂窝结构体的主成分为碳化硅。通过在筒状陶瓷体与其外周侧的金属管之间具备由杨氏模量150GPa以下的材质构成的中间材料，提高附着性。因此导热性良好，可有效地使筒状陶瓷体内的热排出至金属管的外侧。此外，由于轴(纵向)方向的导热性极好，因此顶端(入口)一侧的热可逃逸至后(出口)侧。使用石墨片作为中间材料时，由于石墨片可以导致侧滑，因此筒状陶瓷体与金属管间的热膨胀差难以引发应力。金属管与筒状陶瓷体的接合部最高可能暴露在150°C左右的温度下，但石墨的耐热温度在400°C以上，是足够的。此外，无需担心腐蚀的影响。附图说明图1是显示本专利技术的导热构件的从轴方向的一侧端面观察的模式图。图2是显示本专利技术的导热构件的侧视图。图3是显示本专利技术的导热构件的其他实施形态的从轴方向的一侧端面观察的模式图。图4是用于说明一体化的第二方法的模式图。图5是显示本专利技术的导热构件的其他实施形态的以与轴方向平行的面截断的截面图。图6A是显示仅部分夹有中间材料的实施形态的以与轴方向平行的面截断的截面图。图6B是显示仅部分夹有中间材料的别的实施形态的以与轴方向垂直的面截断的截面图。图7A是显示金属管的内侧设置有翅片的实施形态的以与轴方向平行的面截断的截面图。图7B是显示金属管的内侧设置有翅片的实施形态的以与轴方向垂直面截断的截面图。图8A是显示金属管的外侧设置有翅片的实施形态的以与轴方向平行的面截断的截面图。图SB是显示金属管的外侧设置有翅片的实施形态的以与轴方向垂直的面截断的截面图。图9A是显示金属管的外侧设置有翅片的其他实施形态的模式图。图9B是显示金属管的外侧设置有翅片的其他实施形态的以与轴方向垂直的面截断的截面图。图1OA是显示金属管形成有阶梯部的实施形态的以与轴方向平行的面截断的截面图。图1OB是显示金属管形成有阶梯部的实施形态的以与轴方向垂直的面截断的截面图。图11是显示金属管形成有阶梯部的其他实施形态的以与轴方向平行的面截断的截面图。图12A是显示金属管的蜂窝构造体端面附近至端部形成有阶梯部的实施形态的以与轴方向平行的面截断的截面图。图12B是显示蜂窝构造体的端面附近的金属管形成有阶梯部的实施形态的以与轴方向平行面截断的截面图。图12C是显示金属管的端部形成有阶梯部的实施形态的以与轴方向平行面截断的截面图。图13A是显示蜂窝结构体的轴方向边缘倒角的实施形态的截面图。图13B是显示蜂窝结构体的边缘涉及部分的金属管的内径是其他部分的内径的1.01倍以上而构成的实施形态的截面图。图14是显示含有本专利技术的导热构件的热交换器的模式图。符号说明1:蜂窝结构体、2:(轴方向的)端面、3:孔格、4:隔板、5:第一流体流通部、6:第二流体流通部、7:外周壁、7c:C形状部、7h:(筒状陶瓷体的)外周面、7r:R形状部、10:导热构件、11:筒状陶瓷体、12:金属管、12a:端部、12d:阶梯部、12f:翅片、12h:(金属管的)外周面、13:中间材料(石墨片)、21:罩体、22:(第二流体的)入口、23:(第二流体的)出口、24:(罩体的)内侧面、30:热交换器。具体实施例方式以下参照附图说明本专利技术的实施形态。本专利技术不限定于以下的实施形态，在不脱离专利技术的范围内可进行变更、修正、改良。图1显示的是从轴方向的一侧端面观察本专利技术的导热构件10的图，图2显示的是导热构件10的侧视图。导热构件10具备筒状陶瓷体11、筒状陶瓷体11的外周侧的金属管12、被夹在筒状陶瓷体11与金属管12之间的中间材料13。筒状陶瓷体11具有贯通其一侧端面2至另一侧端面2的、作为加热体的第一流体流通的流路。中间材料13的至少一部分由杨氏模量150GPa以下的材料构成。此外，通过使第一流体在筒状陶瓷体11的内部流通、使温度低于第一流体的第二流体在金属管12的外周面12h —侧流通，导热构件10可进行第一流体与第二流体的热交换。由于导热构件10在筒状陶瓷体11的外周侧具有金属管12，因此第一流体与第二流体被完全分离，这些流体不会混合。此外，由于导热构件10具有金属管12，因此通过设置场所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.11.18 JP 2010-257835;2011.10.19 JP 2011-229901.一种导热构件，其具备筒状陶瓷体、所述筒状陶瓷体的外周侧的金属管和被夹在所述筒状陶瓷体和所述金属管之间的中间材料，所述筒状陶瓷体具有作为加热体的第一流体流通的流路，所述流路贯通筒状陶瓷体的一侧端面至另一侧端面，所述中间材料的至少一部分由杨氏模量为150GPa以下的材料构成， 使所述第一流体在所述筒状陶瓷体的内部流通，使温度低于所述第一流体的第二流体在所述金属管的外周面一侧流通，使所述第一流体与所述第二流体进行热交换。...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田信也，高桥博纪，川口龙生，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：
国别省市：