DE112014005550T5

DE112014005550T5 - Wärmetransfer-Einrichtung

Info

Publication number: DE112014005550T5
Application number: DE112014005550.6T
Authority: DE
Inventors: Koji Ito; Koichi Ito
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2016-09-15
Anticipated expiration: 2034-11-27
Also published as: DE112014005550B4; JP2015111629A; US10752078B2; WO2015083344A1; CN105981161A; JP6070525B2; US20170001492A1; CN105981161B

Abstract

Eine Wärmetransfer-Einrichtung (100) koppelt ein Wärmeerzeugungselement (1) mit einem Wärmeabstrahlungselement (2) und transferiert Wärme von dem Wärmeerzeugungselement (1) zu dem Wärmeabstrahlungselement (2). Die Wärmetransfer-Einrichtung (100) beinhaltet ein Element (6) aus einem Verbundmaterial und einen Wärmeleiter (7). Das Element (6) aus einem Verbundmaterial beinhaltet mehrere Kohlenstoff-Nanoröhren (9) und mehrere Kohlenstoff-Fasern (10), die in ein Basismaterial (8) hinein gemischt sind und die miteinander zu einem Komplex gebildet sind, und die jeweiligen Kohlenstoff-Fasern (10) sind mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren (9) miteinander quervernetzt. Der Wärmeleiter (7) weist ein flexibles Ende auf, das in dem Element (6) aus einem Verbundmaterial eingebettet ist. Das eingebettete eine Ende ist durch die Kohlenstoff-Nanoröhren (9) mit den Kohlenstoff-Fasern (10) in dem Element (6) aus einem Verbundmaterial quervernetzt. Im Ergebnis kann eine Wärmetransfer-Charakteristik zwischen dem Wärmeerzeugungselement, das ein zu kühlender Gegenstand ist, und dem Wärmeabstrahlungselement verbessert werden, und das Wärmeerzeugungselement kann durch den flexiblen Wärmeleiter problemlos mit dem Wärmeabstrahlungselement gekoppelt werden.

Description

Verweis auf eine verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung beruht auf der am 6. Dezember 2013 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-253324 , deren Offenbarung durch eine Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Wärmetransfer-Einrichtung mit einem Wärmeleiter, der Wärme zwischen einem Wärmeerzeugungselement, das ein zu kühlender Gegenstand ist, und einem Wärmeabstrahlungselement transferieren kann, das die von dem Wärmeerzeugungselement transferierte Wärme abstrahlt. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Wärmetransfer-Einrichtung, die eine als das Wärmeerzeugungselement dienende elektronische Einrichtung in einem Fahrzeuginnenraum, die an einer von einer Klimaanlage des Fahrzeugs getrennten Position angeordnet ist, mittels Verwenden der Klimaanlage des Fahrzeugs kühlt.
Stand der Technik
Bei modernen Fahrzeugen wurden elektronische Einrichtungen verwendet, die eine geringe Abmessung und eine hohe Wärmeerzeugung aufweisen, wie beispielsweise ein Navigationsgerät. Ein Kühlen von Wärmeerzeugungseinheiten jener elektronischen Einrichtungen gewinnt zunehmend an Bedeutung.
Bislang sind eine Wärmeabstrahlungskomponente und ein Fertigungsverfahren für die Wärmeabstrahlungskomponente bekannt, die im Patentdokument 1 offenbart sind. Um einen thermischen Widerstand zwischen einer Leiterplatte und einem Kühlkörper zu reduzieren, die Wärme abstrahlen, sind bei der offenbarten Technik bartförmige Kohlenstoff-Nanoröhren (die auch als ”CNT” bezeichnet werden) oder Kohlenstoff-Fasern in einer Metallschicht eingebettet, die mit dem Kühlkörper in engen Kontakt kommt.
Das Nicht-Patentdokument 1 offenbart eine Technik, bei der Kohlenstoff-Nanoröhren in ein Verbundmaterial aus Kohlenstoff-Fasern und Aluminium hinzugefügt werden und in Plasma gesintert werden, wodurch ein Gegenstand mit einer thermischen Leitfähigkeit erzeugt wird, die dreimal so hoch wie jene von Aluminium oder noch höher ist.
Des Weiteren wird beim Nicht-Patentdokument 1 aus der Gasphase aufgewachsenen Kohlenstoff-Fasern (VGCF, Vapor Grown Carbon Fibers, oder einfach als die Kohlenstoff-Fasern bezeichnet) Aufmerksamkeit geschenkt, die abgesehen von den anderen aus der Gasphase aufgewachsenen Kohlenstoff-Fasern ohne jegliche Kontakte vorhanden sind und die nicht zu einem Wärmetransfer innerhalb eines Verbundmaterials aus den aus der Gasphase aufgewachsenen Kohlenstoff-Fasern und Aluminium beitragen. Die betreffenden aus der Gasphase aufgewachsenen Kohlenstoff-Fasern und die anderen aus der Gasphase aufgewachsenen Kohlenstoff-Fasern sind mit Kohlenstoff-Nanoröhren von geringer Abmessung quervernetzt, um eine Eigenschaft hinsichtlich der thermischen Leitfähigkeit zu verbessern.
Bei der im Patentdokument 1 offenbarten Konfiguration sind die Leiterplatte und der Kühlkörper benachbart zueinander und miteinander integriert, und es besteht eine Beschränkung hinsichtlich der Einbaubarkeit und der Montage jener Komponenten in einem Fahrzeug. Daher ist eine derartige Konfiguration möglicherweise für ein Kühlen der elektronischen Einrichtungen, die im Inneren des Fahrzeugs verteilt sind, nicht erstrebenswert. Mit anderen Worten, auch wenn Wärme, die in einem Halbleiter erzeugt wird, effizient zu dem Kühlkörper transferiert werden kann, müssen die elektronischen Einrichtungen einzeln mittels Luftkühlung des Kühlkörpers gekühlt werden, und es besteht eine Beschränkung hinsichtlich der Kühlung des Halbleiters, die mit einer Kühl-Leistungsfähigkeit des Kühlkörpers verknüpft ist.
Wenn der Kühlkörper vergrößert wird, ein Gebläse vergrößert wird oder ein Kältemittel in einen Kühlkreislauf eingebracht wird, wird die Konfiguration hinsichtlich der Abmessung vergrößert und wird kompliziert gemacht. Im Ergebnis können die Einbaubarkeit und die Montierbarkeit jener Komponenten in dem Fahrzeug verringert sein. Des Weiteren ist es denkbar, ein allgemein bekanntes Wärmerohr als das Wärmetransfer-Element zu verwenden, es mangelt jedoch an Flexibilität, so dass Widerstand gegen eine Montage besteht.
Darüber hinaus ist bei der Technik des Nicht-Patentdokuments 1 keine Offenbarung einer Verbesserung hinsichtlich der Einbaubarkeit und des Montierens in dem Fahrzeug vorhanden, wenngleich die Eigenschaft hinsichtlich der thermischen Leitfähigkeit des Verbundmaterials aus den aus der Gasphase aufgewachsenen Kohlenstoff-Fasern, den Kohlenstoff-Nanoröhren und Aluminium verbessert ist.
Dokument des Standes der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: JP 2010-192661 A

Nicht-Patentdokument

Nicht-Patentdokument 1: Terumitsu Imanishi et al., ”Effect of CNT Addition on Thermal properties of VGCF/Aluminum Composites”, Transactions of the JSME, Jan. 2009, Bd. 75, Nr. 749, Seiten 27 bis 33.

Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Wärmetransfer-Einrichtung bereitzustellen, die hinsichtlich der Eigenschaft eines Wärmetransfers zwischen einem Wärmeerzeugungselement, das ein zu kühlender Gegenstand ist, und einem Wärmeabstrahlungselement ausgezeichnet ist und die in der Lage ist, das Wärmeerzeugungselement durch einen flexiblen Wärmeleiter problemlos mit dem Wärmeabstrahlungselement zu koppeln.
Die Inhalte der als Stand der Technik aufgelisteten Dokumente können durch eine Bezugnahme als eine Beschreibung technischer Elemente eingebracht oder aufgenommen sein, die in der vorliegenden Beschreibung beschrieben sind.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Wärmetransfer-Einrichtung ein Wärmeerzeugungselement, das Wärme erzeugt, ein Wärmeabstrahlungselement, das Wärme abstrahlt, einen Wärmeleiter, der eine Flexibilität aufweist, das Wärmeerzeugungselement thermisch mit dem Wärmeabstrahlungselement koppelt und in dem Wärmeerzeugungselement erzeugte Wärme zu dem Wärmeabstrahlungselement transferiert, sowie ein Element aus einem Verbundmaterial, in das ein Ende des Wärmeleiters eingebettet ist, wobei das Element aus einem Verbundmaterial zwischen dem Ende des Wärmeleiters und zumindest einem von dem Wärmeerzeugungselement und dem Wärmeabstrahlungselement angeordnet ist und Wärme mit dem zumindest einen von dem Wärmeerzeugungselement und dem Wärmeabstrahlungselement austauscht. Das Element aus einem Verbundmaterial beinhaltet ein Basismaterial, das Wärme mit dem zumindest einen von dem Wärmeerzeugungselement und dem Wärmeabstrahlungselement austauscht, sowie eine Mehrzahl von Kohlenstoff-Nanoröhren und eine Mehrzahl von Kohlenstoff-Fasern, die in das Basismaterial hinein gemischt sind und miteinander zu einem Komplex gebildet sind. Die Mehrzahl von Kohlenstoff-Fasern ist mittels der Mehrzahl von Kohlenstoff-Nanoröhren miteinander quervernetzt. Das Ende des Wärmeleiters ist durch die Mehrzahl von Kohlenstoff-Nanoröhren mit der Mehrzahl von Kohlenstoff-Fasern in dem Element aus einem Verbundmaterial quervernetzt.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist zumindest eines von dem einen Ende und dem anderen Ende des flexiblen Wärmeleiters in das Element aus einem Verbundmaterial eingebettet. Das zumindest eine eingebettete von dem einen Ende und dem anderen Ende ist mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren mit den Kohlenstoff-Fasern in dem Element aus einem Verbundmaterial quervernetzt. Infolgedessen ist der Wärmetransfer zwischen dem Wärmeleiter und dem Element aus einem Verbundmaterial ausgezeichnet. Daher kann die Wärmetransfer-Einrichtung bereitgestellt werden, bei der die Wärmetransfer-Charakteristik zwischen dem Wärmeerzeugungselement und dem Wärmeabstrahlungselement verbessert sein kann und das Wärmeerzeugungselement und das Wärmeabstrahlungselement mittels des flexiblen Wärmeleiters problemlos miteinander gekoppelt werden können.
Der Wärmeleiter kann ein Kabel aus Kohlenstoff-Fasern mit einer Kohlenstoff-Faser-Gruppe und ein flächenkörperartiges Graphit beinhalten, das aus einem Polymer-Material auf der Basis von Kohlenstoff besteht. Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist ein Ende des Wärmeleiters, der die Flexibilität aufweist, in das Element aus einem Verbundmaterial eingebettet, und das eingebettete eine Ende des Wärmeleiters ist durch die Kohlenstoff-Nanoröhren mit den Kohlenstoff-Fasern in dem Element aus einem Verbundmaterial quervernetzt. Um die ausgezeichnete Wärmetransfer-Charakteristik durch ein Quervernetzen mit den Kohlenstoff-Fasern in dem Element aus einem Verbundmaterial zu erhalten, kann das Kabel aus Kohlenstoff-Fasern oder das flächenkörperartige Graphit bereitgestellt werden, bei dem es sich um das gleiche Material auf der Basis von Kohlenstoff handelt.
Das Element aus einem Verbundmaterial kann ein Element aus einem Verbundmaterial auf der Seite der Wärmeerzeugung und ein Element aus einem Verbundmaterial auf der Seite der Wärmeabstrahlung beinhalten. Das Element aus einem Verbundmaterial auf der Seite der Wärmeerzeugung kann Wärme mit dem Wärmeerzeugungselement austauschen, und das Element aus einem Verbundmaterial auf der Seite der Wärmeabstrahlung kann Wärme mit dem Wärmeabstrahlungselement austauschen. Das Element aus einem Verbundmaterial auf der Seite der Wärmeerzeugung und das Element aus einem Verbundmaterial auf der Seite der Wärmeabstrahlung können mittels des Wärmeleiters miteinander gekoppelt sein.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Element aus einem Verbundmaterial das Element aus einem Verbundmaterial auf der Seite der Wärmeerzeugung, das auf einer Seite des Wärmeleiters angeordnet ist, sowie das Element aus einem Verbundmaterial auf der Seite der Wärmeabstrahlung, das auf der anderen Seite des Wärmeleiters angeordnet ist. Infolgedessen ist ein Ende des Wärmeleiters in das Element aus einem Verbundmaterial auf der Seite der Wärmeerzeugung eingebettet. Darüber hinaus ist das andere Ende des Wärmeleiters in das Element aus einem Verbundmaterial auf der Seite der Wärmeabstrahlung eingebettet. Da der eingebettete Wärmeleiter durch die Kohlenstoff-Nanoröhren mit den Kohlenstoff-Fasern in den jeweiligen Elementen aus einem Verbundmaterial quervernetzt ist, kann die Wärme effizient zwischen einem Element aus einem Verbundmaterial und dem anderen Element aus einem Verbundmaterial transferiert werden.
Das Befestigungselement, das einen Verbinder bildet, kann mittels eines Klauen-Abschnitts oder einer Schraube mit dem Wärmeerzeugungselement oder dem Wärmeabstrahlungselement gekoppelt sein. Die Wärmetransfer-Einrichtung kann des Weiteren ein elastisches Element beinhalten, das in dem Befestigungselement aufgenommen ist. Das elastische Element kann in einen Zustand komprimiert werden, in dem das Befestigungselement mit dem Wärmeerzeugungselement oder dem Wärmeabstrahlungselement gekoppelt ist, und kann das Basismaterial direkt oder indirekt auf die Oberfläche des Wärmeerzeugungselements oder die Oberfläche des Wärmeabstrahlungselements pressen. Gemäß der vorstehenden Konfiguration kann das Basismaterial des Weiteren mit einer federnden Kraft des elastischen Elements zusätzlich zu einem Anpresskontakt, der von dem Klauen-Abschnitt oder der Schraube bewirkt wird, fest gegen das Wärmeerzeugungselement oder das Wärmeabstrahlungselement gepresst werden, und der Wärmetransfer ist verbessert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Schaubild, das eine Wärmetransfer-Einrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
2 ist ein schematisches Schaubild, das einen Teil der Wärmetransfer-Einrichtung bei einer Betrachtung in einer Richtung darstellt, die durch einen Pfeil II in 1 gekennzeichnet ist.
3 ist eine teilweise transparente Ansicht einer Umgebung einer Instrumententafel in einem Fahrzeug, in dem die Wärmetransfer-Einrichtung gemäß der ersten Ausführungsform eingebaut ist.
4 ist ein schematisches Schaubild, das eine interne Konfiguration eines Elements aus einem Verbundmaterial gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
5 ist ein schematisches Schaubild, das eine Wärmetransfer-Einrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
6 ist eine Tabelle, die einen charakteristischen Wert für jede Position und eine auf dem charakteristischen Wert beruhende Wärmetransfer-Menge gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
7 ist eine schematische Ansicht, die einen Verbinder gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, der an einer elektronischen Einrichtung angebracht ist.
8 ist eine schematische Ansicht, die einen Verbinder gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
9 ist eine schematische Ansicht, die eine koppelnde Struktur aus einem Element aus einem Verbundmaterial und einem Wärmeleiter gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
10 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Wärmetransfer-Einrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
11 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Verbinders auf der anderen Seite gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Ausführungsformen für eine Nutzung der Erfindung
Im Folgenden werden mehrere Ausführungsformen für eine Realisierung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben. Bei den jeweiligen Ausführungsformen kann einem Teil, das einem in einer vorhergehenden Ausführungsform beschriebenen Gegenstand entspricht, das gleiche Bezugszeichen zugewiesen sein, und eine redundante Erläuterung für das Teil kann weggelassen werden. Wenn bei einer Ausführungsform lediglich ein Teil einer Konfiguration beschrieben ist, kann eine andere vorhergehende Ausführungsform auf die anderen Teile der Konfiguration angewendet werden.
Die Teile können kombiniert werden, wenn in jeder Ausführungsform explizit beschrieben ist, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können teilweise kombiniert werden, auch wenn es nicht explizit beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt, es gibt bei der Kombination keinen Nachteil.
Erste Ausführungsform
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 1 bis 4 detailliert beschrieben. 1 stellt eine Wärmetransfer-Einrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar. 2 stellt eine partielle Seite der Wärmetransfer-Einrichtung 100 bei einer Betrachtung in einer Richtung dar, die durch einen Pfeil II in 1 gekennzeichnet ist. 3 stellt eine schematische Konfiguration einer Umgebung einer Instrumententafel in einem Fahrzeug dar, in dem die Wärmetransfer-Einrichtung 100 eingebaut ist.
Bezugnehmend auf die 1 und 2 ist ein Wärmeerzeugungselement 1, das Wärme erzeugt, von einer Halbleiter-Einheit in einer Frontscheibenanzeige 310 gebildet, die als eine elektronische Einrichtung 3 in einem Fahrzeuginnenraum dient. Ein Wärmeabstrahlungselement 2, das Wärme abstrahlt, ist von einem Verdampfer 5 in einer Klimaanlage 4 eines Fahrzeugs gebildet. Der Verdampfer 5 konfiguriert ein einzelnes Wärmeabstrahlungselement 2 für mehrere Wärmeerzeugungselemente 1. Ein weiteres Wärmeerzeugungselement 1 ist von einer Halbleiter-Einheit in einem Navigationsgerät 320 in 3 gebildet, das innerhalb einer Instrumententafel bereitgestellt ist. Jene Halbleiter-Einheiten sind durch Verbindungshügel auf einer Leiterplatte 16 implementiert.
Mit der vorstehenden Konfiguration sind das Wärmeerzeugungselement 1 und das Wärmeabstrahlungselement 2 mittels eines Elements 6a aus einem Verbundmaterial auf einer Seite (eines Elements aus einem Verbundmaterial auf der Wärmeerzeugungs-Seite) und eines Elements 6b aus einem Verbundmaterial auf der anderen Seite (eines Elements aus einem Verbundmaterial auf der Wärmeabstrahlungs-Seite) (auch einfach als ”Element 6 aus einem Verbundmaterial”, ”Element 6a aus einem Verbundmaterial” und ”Element 6b aus einem Verbundmaterial” bezeichnet) sowie mittels mehrerer Wärmeleiter 71, 72 (auch einfach als ”Wärmeleiter 7” bezeichnet) miteinander gekoppelt. Die Wärme von den mehreren Wärmeerzeugungselementen 1 wird zu dem einzelnen Wärmeabstrahlungselement 2 transferiert. Die mehreren Elemente 6 aus einem Verbundmaterial sind in dem Navigationsgerät 320 und der Frontscheibenanzeige 310 angebracht, welche die Wärmeerzeugungselemente 1 (1a und 1b) sind.
3 stellt die Wärmeleiter 7 (71, 72) der Wärmetransfer-Einrichtung 100 dar, die vor einem Fahrersitz und einem Beifahrersitz in dem Fahrzeug angebracht sind. Bezugnehmend auf 3 ist ein Paar von Wärmeleitern 71 mit dem Verdampfer 5 in einem Klimaanlagengehäuse der Klimaanlage 4 des Fahrzeugs und der Frontscheibenanzeige 310 verbunden. Ein weiteres Paar von Wärmeleitern 72 ist mit dem Verdampfer 5 und dem Navigationsgerät 320 verbunden.
Die Frontscheibenanzeige 310 und das Navigationsgerät 320 sind vor dem Fahrersitz in dem Fahrzeuginnenraum eingebaut. Ein Klimaanlagen-Kanal der Klimaanlage 4 des Fahrzeugs und der Verdampfer 5 in dem Klimaanlagen-Kanal sind ebenfalls vor dem Fahrersitz eingebaut. Die Wärmetransfer-Einrichtung 100 beinhaltet die Wärmeleiter 7 (71, 72), die das Element 6a aus einem Verbundmaterial (1) auf einer Seite des Wärmeerzeugungselements 1 mit dem Element 6b aus einem Verbundmaterial auf einer Seite des Wärmeabstrahlungselements 2 koppeln und die Wärme von dem Wärmeerzeugungselement 1 zu dem Wärmeabstrahlungselement 2 transferieren.
4 stellt eine interne Konfiguration des Elements 6 aus einem Verbundmaterial schematisch dar. Das Element 6 aus einem Verbundmaterial ist in dem Nicht-Patentdokument 1 offenbart, und Kohlenstoff-Nanoröhren 9 und Kohlenstoff-Fasern 10 sind in einem Aluminium (oder Kupfer) enthaltenden Metall, das als ein Basismaterial 8 dient, miteinander zu einem Komplex gebildet. Die jeweiligen Kohlenstoff-Fasern 10 in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial sind mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren 9 miteinander quervernetzt. Das Basismaterial 8 tauscht Wärme mit dem Wärmeerzeugungselement 1 oder dem Wärmeabstrahlungselement 2 aus. Eine Querschnitts-Schraffur des Elements 6 aus einem Verbundmaterial ist in 4 weggelassen.
Bei den Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT) handelt es sich um ein Material, in dem Kohlenstoffatome in der Art eines Gitters so zusammengehalten sind, dass sie zylindrisch geformt sind, und ein Durchmesser der Kohlenstoff-Nanoröhren beträgt mehrere Nanometer. Die Kohlenstoff-Nanoröhren weisen eine hohe Festigkeit, einen hohen Elastizitätsmodul sowie eine hohe Flexibilität auf und weisen eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete thermische Leitfähigkeit auf.
Der Wärmeleiter 7 weist eine flexible Länge von etwa 50 cm auf, und ein Ende (Ende) des Wärmeleiters 7 ist aus einem Kabel aus Kohlenstoff-Fasern mit einer Kohlenstoff-Faser-Gruppe gebildet, die in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet ist. Ein Ende des Wärmeleiters 7 ist in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet, mit dem Resultat, dass der Wärmeleiter 7 durch die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 mit den Kohlenstoff-Fasern 10 in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial quervernetzt ist. Der Wärmeleiter 7 ist aus einer linearen Struktur gebildet, die sich von einem Element zu dem anderen erstreckt. Der Wärmeleiter 7 besteht aus einer Gesamtheit von Kohlenstoff-Fasern (einer Kohlenstoff-Faser-Gruppe), bei denen es sich um ein Material auf der Basis von Kohlenstoff handelt, und er ist kommerziell erhältlich. Der Wärmeleiter 7 kann eine Länge aufweisen, um das Wärmeerzeugungselement 1 mit dem Wärmeabstrahlungselement 2 in dem Fahrzeug zu koppeln, und die Länge liegt in einem Bereich von 15 cm bis 150 cm. Der Wärmeleiter 7 koppelt das Wärmeerzeugungselement 1 thermisch mit dem Wärmeabstrahlungselement 2 und transferiert die in dem Wärmeerzeugungselement 1 erzeugte Wärme zu dem Wärmeabstrahlungselement 2.
Wie in 1 dargestellt, ist das Element 6 aus einem Verbundmaterial mittels eines Befestigungselements 12, das einen Verbinder bildet und aus einem synthetischen Harz besteht, an jedem von dem Wärmeerzeugungselement 1 und dem Wärmeabstrahlungselement 2 angebracht. Im Ergebnis wird das Element 6 aus einem Verbundmaterial direkt oder indirekt gegen die Oberfläche des Wärmeerzeugungselements 1 und die Oberfläche des Wärmeabstrahlungselements 2 gepresst.
In einer Instrumententafel des Fahrzeugs erzeugen das Navigationsgerät 320, die Frontscheibenanzeige 310 sowie nicht gezeigte LEDs (lichtemittierende Dioden) im Sommer Wärme und weisen im Lauf der Zeit eine hohe Temperatur auf. Ohne Abstrahlung (Kühlung) fallen jene Einrichtungen aus diesem Grund aus oder funktionieren nicht ordnungsgemäß. Infolgedessen sind im Allgemeinen ein Kühlkörper, eine Abstrahlungs-Rippe, ein Gebläse und ein Wärmerohr erforderlich.
In Zukunft nimmt jedoch eine Wärmedichte zu, da die in dem Fahrzeug montierten elektronischen Einrichtungen verkleinert werden. Darüber hinaus nimmt die Anzahl von elektronischen Einrichtungen tendenziell zu, und die Abmessung, die Kosten sowie ein Ventilatorgeräusch nehmen insgesamt zu, wenn in jeder von jenen elektronischen Einrichtungen eine Wärmeabstrahlungs-Vorrichtung mit dem Kühlkörper, der Abstrahlungs-Rippe und dem Gebläse bereitgestellt wird.
Da darüber hinaus der Klimaanlagen-Kanal der Klimaanlage 4 des Fahrzeugs getrennt von den verschiedenen elektronischen Einrichtungen in der Umgebung der Instrumententafel montiert ist, ist die Montage schwierig, wenn das Wärmeerzeugungselement 1 und das Wärmeabstrahlungselement 2 mittels eines starren Körpers, wie beispielsweise des Wärmerohrs, thermisch miteinander gekoppelt werden. In dieser Hinsicht ist die Montage bei der ersten Ausführungsform einfach, da der Wärmeleiter 7 aus der flexiblen linearen Struktur gebildet ist, die sich von einem Element zu dem anderen erstreckt. Darüber hinaus kann ohne irgendein Ventilatorgeräusch eine Geräuschlosigkeit gehalten werden.
4 ist eine illustrative Ansicht, die eine koppelnde Struktur des Elements 6 aus einem Verbundmaterial mit dem Wärmeleiter 7 darstellt, wobei das aus dem synthetischen Harz bestehende Befestigungselement 12 entfernt ist. Das Element 6 aus einem Verbundmaterial beinhaltet die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 und die Kohlenstoff-Fasern 10, die in einem Metall (oder einem synthetischen Harz), das als das Basismaterial 8 dient, miteinander zu einem Komplex gebildet sind, und die jeweiligen Kohlenstoff-Fasern 10 in dem Basismaterial 8 sind mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren 9 miteinander quervernetzt.
Bezugnehmend auf 4 ist das nicht gezeigte andere Ende des Wärmeleiters 7 mit einer Halbleiter-Einheit gekoppelt, die das Wärmeerzeugungselement 1 bildet. Ein Ende des Wärmeleiters 7 ist teilweise in das Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet. Der Wärmeleiter 7 weist eine Länge von etwa 50 cm auf und wird mittels Bündeln von Millionen von flexiblen Kohlenstoff-Fasern konfiguriert (linearer Kohlenstoff).
Das Element 6 aus einem Verbundmaterial beinhaltet Kohlenstoff-Fasern 10 mit einem Volumengehalt von 50% und die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 mit einem Volumengehalt von 0,5%, die in Aluminium (oder Kupfer) hinein gemischt sind, das als das Basismaterial 8 dient, und in einem Plasma gesintert sind. Die hinein gemischten Kohlenstoff-Fasern 10 weisen eine Länge von etwa 300 μm und einen Durchmesser von etwa 7 μm auf.
Wie in 4 dargestellt, ist ein Ende des Wärmeleiters 7 teilweise in das Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet. Da die Kohlenstoff-Fasern 10 jedoch eine Länge von etwa 300 μm aufweisen, ist es bevorzugt, dass der Wärmeleiter 7 mit einer Länge in das Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet ist, die fünfmal oder mehr als fünfmal so lang wie 300 μm ist (bevorzugter zehnmal oder mehr als zehnmal so lang).
Wie in 1 dargestellt, sind eine Halbleiter-Einheit 1a, die das Wärmeerzeugungselement 1 bildet, und das Element 6a aus einem Verbundmaterial auf der Wärmeerzeugungs-Seite mittels einer Grenzflächen-Substanz 13 (13a, 13b) thermisch miteinander gekoppelt. Die Grenzflächen-Substanz 13 ist so konfiguriert, dass die Unebenheit einer Oberflächenrauigkeit des Elements 6 aus einem Verbundmaterial und der Halbleiter-Einheit 1a korrigiert wird, um einen thermischen Widerstand zu reduzieren. Die Grenzflächen-Substanz 13 besteht aus einem dünnen elastischen Kautschuk, in den die Kohlenstoff-Nanoröhren und die Kohlenstoff-Fasern hinein gemischt sind, oder aus einem Schmiermittel. Die Grenzflächen-Substanz 13 ist nicht essentiell.
Ein Ende des Kabels aus Kohlenstoff-Fasern, das den Wärmeleiter 7 konfiguriert, geht durch das Element 6b aus einem Verbundmaterial hindurch und ist durch die Grenzflächen-Substanz 13b mit einer Metalloberfläche des Verdampfers 5 in der Klimaanlage 4 des Fahrzeugs thermisch gekoppelt. Die Klimaanlage 4 des Fahrzeugs weist den aus einer Aluminium-Legierung bestehenden Verdampfer 5 in dem Klimaanlagen-Kanal auf. Der Verdampfer 5 wird mittels eines intern verdampfenden Kältemittels gekühlt, das einen Kühlkreislauf der Klimaanlage 4 des Fahrzeugs konfiguriert.
Das Befestigungselement 12 (12a, 12b), welches das Element 6 aus einem Verbundmaterial umgibt, presst das Element 6 (6a, 6b) aus einem Verbundmaterial durch die Grenzflächen-Substanz 13 (13a, 13b) gegen das Wärmeerzeugungs-Element 1 oder das Wärmeabstrahlungselement 2. Das Befestigungselement 12 ist an einem Harz-Element oder einem Metall-Element angebracht, in dem die Halbleiter-Einheit 1a mittels eines Klauen-Abschnitts 14 (14a, 14b) implementiert ist, und der Klauen-Abschnitt 14 sowie das Befestigungselement 12 sind ein integral gegossenes Produkt, das aus einem synthetischen Harz besteht.
Wie vorstehend beschrieben, weist das Befestigungselement 12 den Klauen-Abschnitt 14 auf und kann mittels eines Kontakt-Vorgangs an der aus dem Harz-Element bestehenden Leiterplatte 16 oder dem aus dem Metall-Element bestehenden Kühlkörper befestigt werden, und es kann verhindert werden, dass es entfernt wird. Ein koppelndes Teilstück des Verdampfers 5 und des Befestigungselements 12b absorbiert problemlos die Wärme in der Umgebung eines Einström-Abschnitts, in dem das Kältemittel strömt, oder in einem Abschnitt, in dem ein flüssiges Kältemittel reichlich vorhanden ist und eine Temperatur niedrig ist.
Im Folgenden werden die Effekte der ersten Ausführungsform beschrieben. Bei der vorstehenden ersten Ausführungsform koppelt die Wärmetransfer-Einrichtung 100 das Wärmeerzeugungselement 1 mit dem Wärmeabstrahlungselement 2 und transferiert die Wärme von dem Wärmeerzeugungselement 1 zu dem Wärmeabstrahlungselement 2.
Die Wärmetransfer-Einrichtung 100 beinhaltet das Element 6 aus einem Verbundmaterial und den Wärmeleiter 7. Das Element 6 aus einem Verbundmaterial beinhaltet die mehreren Kohlenstoff-Nanoröhren 9 und die mehreren Kohlenstoff-Fasern 10, die in das Basismaterial 8 hinein gemischt sind und miteinander zu einem Komplex gebildet sind, und die jeweiligen Kohlenstoff-Fasern 10 sind mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren 9 miteinander quervernetzt. Ein Ende des Wärmeleiters 7, der die Flexibilität aufweist, ist in das Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet, und das eingebettete eine Ende ist durch die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 mit den Kohlenstoff-Fasern 10 in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial quervernetzt.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration weist der Wärmeleiter 7 ein flexibles Ende auf, das in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet ist. Das eingebettete eine Ende ist mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren 9 mit den Kohlenstoff-Fasern 10 in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial quervernetzt. Infolgedessen ist der Wärmetransfer zwischen dem Wärmeleiter 7 und dem Element 6 aus einem Verbundmaterial ausgezeichnet. Daher kann die Wärmetransfer-Einrichtung 100 bereitgestellt werden, in der die Wärmetransfer-Charakteristik zwischen dem Wärmeerzeugungselement 1 und dem Wärmeabstrahlungselement 2 ausgezeichnet ist und das Wärmeerzeugungselement 1 und das Wärmeabstrahlungselement 2 mittels des flexiblen Wärmeleiters 7 problemlos miteinander gekoppelt werden können.
Der Wärmeleiter 7 ist aus dem Kabel aus Kohlenstoff-Fasern gebildet, das aus einem Material auf der Basis von Kohlenstoff besteht. Daher ist ein Ende des flexiblen Wärmeleiters 7 in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet. Das eingebettete eine Ende des Wärmeleiters 7 ist durch die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 mit den Kohlenstoff-Fasern 10 in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial quervernetzt. Um die ausgezeichnete Wärmetransfer-Charakteristik mittels Quervernetzen mit den Kohlenstoff-Fasern 10 in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial zu erhalten, ist das Kabel aus Kohlenstoff-Fasern aus dem gleichen Material auf der Basis von Kohlenstoff bevorzugt.
Des Weiteren beinhaltet das Basismaterial 8 des Elements 6 aus einem Verbundmaterial Aluminium oder Kupfer. Da Aluminium oder Kupfer als das Basismaterial 8 verwendet wird, in dem die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 und die Kohlenstoff-Fasern 10 miteinander zu einem Komplex gebildet sind und die jeweiligen Kohlenstoff-Fasern 10 mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren 9 miteinander quervernetzt sind, ist daher die thermische Leitfähigkeit ausgezeichnet.
Darüber hinaus beinhaltet das Element 6 aus einem Verbundmaterial das Element 6a aus einem Verbundmaterial auf einer Seite, das auf einer Seite des Wärmeleiters 7 angeordnet ist, und das Element 6b aus einem Verbundmaterial auf der anderen Seite, das auf der anderen Seite des Wärmeleiters 7 angeordnet ist. Ein Ende einer Seite des Wärmeleiters 7 ist in das Element 6a aus einem Verbundmaterial auf der einen Seite eingebettet, und ein Ende der anderen Seite des Wärmeleiters 7 ist in das Element 6b aus einem Verbundmaterial auf der anderen Seite eingebettet.
Da das Element 6 aus einem Verbundmaterial das Element 6a aus einem Verbundmaterial auf einer Seite, das auf einer Seite des Wärmeleiters 7 angeordnet ist, und das Element 6b aus einem Verbundmaterial auf der anderen Seite beinhaltet, das auf der anderen Seite des Wärmeleiters 7 angeordnet ist, ist ein Ende einer Seite des flexiblen Wärmeleiters 7 gemäß der vorstehenden Konfiguration in das Element 6a aus einem Verbundmaterial auf der einen Seite eingebettet. Darüber hinaus ist das andere Ende des Wärmeleiters 7 in das Element 6b aus einem Verbundmaterial auf der anderen Seite eingebettet. Da der eingebettete Wärmeleiter 7 durch die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 mit den Kohlenstoff-Fasern 10 in den jeweiligen Elementen 6a und 6b aus einem Verbundmaterial quervernetzt ist, kann der Wärmeleiter 7 die Wärme effizient von einem Element zu dem anderen transferieren.
Das Element 6 aus einem Verbundmaterial ist mittels des Befestigungselements 12 an dem Wärmeerzeugungselement 1 oder dem Wärmeabstrahlungselement 2 angebracht, und das Basismaterial 8 wird direkt oder indirekt gegen die Oberfläche des Wärmeerzeugungselements 1 oder die Oberfläche des Wärmeabstrahlungselements 2 gepresst.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist der Wärmetransfer zwischen dem Wärmeleiter 7 und dem Wärmeerzeugungselement 1 oder dem Wärmeabstrahlungselement 2 ausgezeichnet.
Das Befestigungselement 12 ist als ein Verbinder konfiguriert, in dem das Element 6 aus einem Verbundmaterial intern aufgenommen ist, der Wärmeleiter 7 geht von der Oberfläche des Befestigungselements 12 aus, und der Klauen-Abschnitt 14 ist bereitgestellt, der mit dem Wärmeerzeugungselement 1 oder dem Wärmeabstrahlungselement 2 zu koppeln ist. Daher wird der Wärmeleiter 7 problemlos an dem Wärmeerzeugungselement 1 oder dem Wärmeabstrahlungselement 2 angebracht.
Das Wärmeerzeugungselement 1 wird von der elektronischen Einrichtung 3 in dem Fahrzeug konfiguriert, und das Wärmeabstrahlungselement 2 wird von dem Verdampfer 5 der Fahrzeug-Klimaanlage 4 in dem Fahrzeug konfiguriert. Daher wird die Kälte des Verdampfers 5, der mittels des Kältemittels gekühlt wird, zu der elektronischen Einrichtung 3 transferiert und kann die elektronische Einrichtung 3 kühlen.
Das einzelne Wärmeabstrahlungselement 2 ist für die mehreren Wärmeerzeugungselemente 1 bereitgestellt, jedes der Wärmeerzeugungselemente 1 ist mittels der mehreren Elemente 6 aus einem Verbundmaterial und der mehreren Wärmeleiter 7 mit dem Wärmeabstrahlungselement 2 gekoppelt, und die Wärme von den mehreren Wärmeerzeugungselementen 1 wird zu dem einzelnen Wärmeabstrahlungselement 2 transferiert. Mit anderen Worten, der Wärmeleiter 7 kann die Abstrahlung der Wärme von den mehreren Wärmeerzeugungselementen 1 auf das einzelne Wärmeabstrahlungselement 2 konzentrieren.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Bei den folgenden jeweiligen Ausführungsformen sind die gleichen Komponenten wie jene in der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und werden aus einer Beschreibung weggelassen, und es werden andersartige Konfigurationen beschrieben. Im Übrigen bezeichnen in der zweiten und in nachfolgenden Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen wie jene in der ersten Ausführungsform identische Konfigurationen, und eine vorhergehende Beschreibung ist aufgenommen. 5 stellt eine schematische Konfiguration einer Wärmetransfer-Einrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar.
Ein Verdampfer 5 in einer Klimaanlage eines Fahrzeugs konfiguriert ein Wärmeabstrahlungselement 2 für ein Wärmeerzeugungselement 1. Das Wärmeerzeugungselement 1 wird zum Beispiel von einer Halbleiter-Einheit in einer Frontscheibenanzeige 310 (3, bei der ersten Ausführungsform beschrieben) gebildet, die innerhalb einer Instrumententafel angeordnet ist. Das Wärmeerzeugungselement 1 und das Wärmeabstrahlungselement 2 sind mittels eines Elements 6 (6a, 6b) aus einem Verbundmaterial und eines Wärmeleiters 7 miteinander gekoppelt, um Wärme von dem Wärmeerzeugungselement 1 zu dem Wärmeabstrahlungselement 2 zu transferieren.
Das Wärmeerzeugungselement 1 kann von einer Halbleiter-Einheit in dem Navigationsgerät 320 gebildet sein. Das Navigationsgerät 320 ist vor dem Fahrersitz in dem Fahrzeuginnenraum eingebaut. Ein Klimaanlagen-Kanal der Klimaanlage 4 des Fahrzeugs und der Verdampfer 5 in dem Klimaanlagen-Kanal sind ebenfalls vor dem Fahrersitz eingebaut.
Das Element 6 aus einem Verbundmaterial wird konfiguriert, indem Kohlenstoff-Nanoröhren und Kohlenstoff-Fasern in Metall, das als ein Basismaterial dient, zu einem Komplex gebildet werden. Die jeweiligen Kohlenstoff-Fasern in dem Element aus einem Verbundmaterial sind mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren miteinander quervernetzt. Das Basismaterial in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial kommt durch eine Grenzflächen-Substanz 13 (13a, 13b) in Kontakt mit dem Wärmeerzeugungselement 1 und dem Wärmeabstrahlungselement 2 und beinhaltet Aluminium oder Kupfer. Eine Dicke t6 des Elements 6 aus einem Verbundmaterial beträgt 10 mm, und eine Dicke t13 der Grenzflächen-Substanz 13 beträgt 1 mm.
Der Wärmeleiter 7 besteht aus einem Material, das eine flexible Länge L von etwa 50 cm sowie ein Ende aufweist, das in dem Element 6 (6a, 6b) eingebettet ist. Mit dem eingebetteten einen Ende ist der Wärmeleiter 7 durch die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 mit den Kohlenstoff-Fasern in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial quervernetzt. Der Wärmeleiter 7 ist aus einer linearen Struktur gebildet, die sich von einem Element zu dem anderen erstreckt. Der Wärmeleiter ist aus einem Kabel aus Kohlenstoff-Fasern gebildet, das aus einem Material auf der Basis von Kohlenstoff besteht.
Das Element 6 aus einem Verbundmaterial ist an jedem von dem Wärmeerzeugungselement 1 und dem Wärmeabstrahlungselement 2 angebracht. Im Ergebnis wird das Basismaterial 8 direkt oder indirekt gegen eine Oberfläche des Wärmeerzeugungselements 1 und eine Oberfläche des Wärmeabstrahlungselements 2 gepresst. Da der Wärmeleiter 7 aus einer flexiblen linearen Struktur gebildet ist, die sich von einem Element zu dem anderen erstreckt, erfolgt die Montage problemlos.
Das Element 6 (6a, 6b) aus einem Verbundmaterial beinhaltet die mehreren Kohlenstoff-Nanoröhren 9 sowie die Kohlenstoff-Fasern 10, die in Aluminium oder Kupfer als dem Basismaterial 8 zu einem Komplex gebildet sind, und die jeweiligen Kohlenstoff-Fasern 10 sind mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren 9 miteinander quervernetzt, ähnlich wie bei dem in 4 dargestellten Beispiel, das bei der ersten Ausführungsform erläutert ist.
Das Element 6 aus einem Verbundmaterial weist Aluminium oder Kupfer als das Basismaterial 8 auf und beinhaltet die Kohlenstoff-Fasern 10 mit einem Volumengehalt von 50% und die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 mit einem Volumengehalt von 0,5%, die in das Basismaterial 8 hinein gemischt sind und in einem Plasma gesintert sind. Die hinein gemischten Kohlenstoff-Fasern weisen eine Länge von etwa 300 μm und einen Durchmesser von etwa 7 μm auf.
Wärme wird zu der Halbleiter-Einheit, die das Wärmeerzeugungs-Element 1 bildet, und durch die Grenzflächen-Substanz 13 (5) zu dem Element 6 aus einem Verbundmaterial transferiert. Die Grenzflächen-Substanz 13 korrigiert die Unebenheit der Oberflächenrauigkeit des Elements 6 aus einem Verbundmaterial und der Halbleiter-Einheit, um einen thermischen Widerstand zu reduzieren. Die Grenzflächen-Substanz 13 besteht aus einem dünnen elastischen Kautschuk, in den die Kohlenstoff-Nanoröhren und die Kohlenstoff-Fasern hinein gemischt sind, oder aus einem Schmiermittel.
6 ist eine Tabelle, die einen charakteristischen Wert jeder in 5 dargestellten Position gemäß der zweiten Ausführungsform sowie eine auf dem charakteristischen Wert beruhende Wärmetransfer-Menge zeigt. Bei der zweiten Ausführungsform beträgt eine thermische Leitfähigkeit λ6 des Elements 6 aus einem Verbundmaterial bei einem Maximum ungefähr 1.000 W/mK (Watt/Meter·Kelvin als Einheit). Die Dicke t des Elements 6 aus einem Verbundmaterial von t = 10 mm und eine Wärmetransfer-Fläche von A6 = 10 mm × 10 mm = 100 mm² sind erfüllt.
Der flexible Wärmeleiter 7, der mit dem Element 6 aus einem Verbundmaterial gekoppelt ist, weist einen extrem geringen thermischen Widerstand auf und weist eine thermische Leitfähigkeit auf, die gleich jener des Elements 6 aus einem Verbundmaterial oder größer als diese ist. Es wird angenommen, dass eine thermische Leitfähigkeit λ7 des thermischen Leiters 7 1.500 W/mK beträgt, eine Länge 0,5 m beträgt, ein Durchmesser Φ jeder Kohlenstoff-Faser des Kabels aus Kohlenstoff-Fasern 7 μm beträgt und die Anzahl von Kabeln aus Kohlenstoff-Fasern, die einen Wärmeleiter 7 konfigurieren, 100 Millionen beträgt. Des Weiteren beträgt eine Querschnittsfläche A7 des Wärmeleiters 7 38,5 mm². Da der Wärmeleiter 7 aus einem Bündel von Kohlenstoff-Fasern gebildet ist und Wärme in dem Wärmeleiter 7 in einer Kopplungsrichtung von Kohlenstoffatomen gut transferiert wird, wie vorstehend beschrieben, besteht keine Notwendigkeit, den Randbereich des Wärmeleiters 7 zu isolieren.
Eine thermische Leitfähigkeit λ13 der Grenzflächen-Substanz 13 (13a, 13b) von λ13 = 50 W/mK ist erfüllt. Es wird angenommen, dass eine Dicke der Grenzflächen-Substanz 13 1 mm beträgt und eine Querschnittsfläche A = 10 mm × 10 mm = 100 mm² ist. Darüber hinaus wird angenommen, dass eine Oberflächentemperatur Ti der Halbleiter-Einheit der elektronischen Einrichtung, wie beispielsweise des Navigationsgeräts 320,85°C beträgt (äquivalent zu einer garantierten maximalen Temperatur der elektronischen Einrichtung) und eine Oberflächentemperatur To des Verdampfers 5 5°C beträgt.
Wenn der Wärmetransfer unter Verwendung einer Grundformel für einen Wärmetransfer, die in 6 gezeigt ist, berechnet wird, kann die Wärme von ungefähr 9 W (Watt) gemäß der vorstehenden Konfiguration von der Halbleiter-Einheit zu dem Verdampfer 5 transferiert werden. Da das Maß an Wärmeerzeugung in einer allgemeinen elektronischen Einrichtung ungefähr mehrere W beträgt, ist eine Wärmetransfer-Menge ausreichend erfüllt. Wenn die Wärmetransfer-Menge nicht ausreicht, kann die Wärmetransfer-Menge im Übrigen auf der Seite der elektronischen Einrichtung mittels einer Wärmesenke, eines Kühlerlüfters und eines Kühlmittels abgedeckt werden.
Ein Querschnitt des Elements 6 aus einem Verbundmaterial ist rechteckig mit zwei Paaren von Seiten, die einander gegenüberliegen, und ein Ende des Wärmeleiters 7 ist von irgendeiner Seite (einer kurzen Seite) einer kürzeren der zwei Paare von Seiten in das Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet. Das Kabel aus Kohlenstoff-Fasern, das aus der Kohlenstoff-Faser-Gruppe gebildet ist, die den Wärmeleiter 7 konfiguriert, in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial ist gelöst und verzweigt sich in mehrere Teile.
Im Folgenden werden die Effekte der zweiten Ausführungsform beschrieben. Bei der vorstehenden zweiten Ausführungsform koppelt die Wärmetransfer-Einrichtung 100 das Wärmeerzeugungselement 1 mit dem Wärmeabstrahlungselement 2 und transferiert die Wärme von dem Wärmeerzeugungselement 1 zu dem Wärmeabstrahlungselement 2. Die Wärmetransfer-Einrichtung 100 beinhaltet das Element 6 aus einem Verbundmaterial und den Wärmeleiter 7. Das Element 6 aus einem Verbundmaterial beinhaltet die mehreren Kohlenstoff-Nanoröhren 9 und die mehreren Kohlenstoff-Fasern 10, die in das Basismaterial 8 hinein gemischt sind und miteinander zu einem Komplex gebildet sind, und die jeweiligen Kohlenstoff-Fasern 10 sind mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren 9 miteinander quervernetzt. Der Wärmeleiter 7 weist die Flexibilität und ein Ende auf, das in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet ist. Das eingebettete eine Ende ist durch die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 mit den Kohlenstoff-Fasern 10 in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial quervernetzt.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist ein Ende des Wärmeleiters 7, der die Flexibilität aufweist, in das Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet, und das eingebettete eine Ende des Wärmeleiters 7 ist durch die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 mit den Kohlenstoff-Fasern 10 in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial quervernetzt. Infolgedessen ist der Wärmetransfer zwischen dem Wärmeleiter 7 und dem Element 6 aus einem Verbundmaterial ausgezeichnet. Daher kann die Wärmetransfer-Einrichtung 100 bereitgestellt werden, in der die Wärmetransfer-Charakteristik zwischen dem Wärmeerzeugungselement 1 und dem Wärmeabstrahlungselement 2 ebenfalls verbessert sein kann und das Wärmeerzeugungselement 1 und das Wärmeerzeugungselement 2 mittels des flexiblen Wärmeleiters 7 problemlos miteinander gekoppelt werden können.
Der Wärmeleiter 7 ist aus dem Kabel aus Kohlenstoff-Fasern gebildet, das aus einem Material auf der Basis von Kohlenstoff besteht. Ein Ende des flexiblen Wärmeleiters 7 ist in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet. Das eingebettete eine Ende des Wärmeleiters 7 ist durch die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 mit den Kohlenstoff-Fasern 10 in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial quervernetzt. Um die ausgezeichnete Wärmetransfer-Charakteristik mittels Quervernetzen mit den Kohlenstoff-Fasern 10 in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial zu erhalten, ist das Kabel aus Kohlenstoff-Fasern aus dem gleichen Material auf der Basis von Kohlenstoff bevorzugt.
Des Weiteren beinhaltet das Basismaterial 8 des Elements 6 aus einem Verbundmaterial Aluminium oder Kupfer. Daher ist die thermische Leitfähigkeit ausgezeichnet. Darüber hinaus beinhaltet das Element 6 aus einem Verbundmaterial das Element 6a aus einem Verbundmaterial auf einer Seite, das auf einer Seite des Wärmeleiters 7 angeordnet ist, und das Element 6b aus einem Verbundmaterial auf der anderen Seite, das auf der anderen Seite des Wärmeleiters 7 angeordnet ist. Ein Ende einer Seite des Wärmeleiters 7 ist in das Element 6a aus einem Verbundmaterial auf einer Seite eingebettet, und ein Ende der anderen Seite des Wärmeleiters 7 ist in das Element 6b aus einem Verbundmaterial auf der anderen Seite eingebettet.
Da das Element 6 aus einem Verbundmaterial das Element 6a aus einem Verbundmaterial auf einer Seite, das auf einer Seite des Wärmeleiters 7 angeordnet ist, und das Element 6b aus einem Verbundmaterial auf der anderen Seite beinhaltet, das auf der anderen Seite des Wärmeleiters 7 angeordnet ist, ist ein Ende einer Seite des flexiblen Wärmeleiters 7 gemäß der vorstehenden Konfiguration in das Element 6a aus einem Verbundmaterial auf einer Seite eingebettet. Darüber hinaus ist das andere Ende des Wärmeleiters 7 in das Element 6b aus einem Verbundmaterial auf der anderen Seite eingebettet. Da der eingebettete Wärmeleiter 7 durch die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 mit den Kohlenstoff-Fasern 10 in den jeweiligen Elementen 6a und 6b aus einem Verbundmaterial quervernetzt ist, kann der Wärmeleiter 7 die Wärme effizient von einem Element zu dem anderen transferieren.
Wie in 5 dargestellt, ist der Querschnitt des Elements 6 aus einem Verbundmaterial rechteckig, und ein Ende des Wärmeleiters 7 ist von einer kürzeren Seite von gegenüberliegenden Seiten des Rechtecks in das Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet. Daher kann eine Einbettungs-Tiefe vergrößert werden. Der Wärmeleiter 7 beinhaltet eine Gruppe von mehreren Kohlenstoff-Fasern, und das Kabel aus Kohlenstoff-Fasern ist in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial gelöst und in mehrere Teile verzweigt. Wenn das Kabel aus Kohlenstoff-Fasern verzweigt ist, wie vorstehend beschrieben, sind das Kabel aus Kohlenstoff-Fasern, das den Wärmeleiter 7 bildet, und die Kohlenstoff-Fasern 10 des Elements 6 aus einem Verbundmaterial durch die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 komplexer miteinander quervernetzt, um so die Wärmetransfer-Charakteristik zu verbessern.
Dritte Ausführungsform
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es werden Abschnitte beschrieben, die sich von jenen in den vorstehenden Ausführungsformen unterscheiden. 7 stellt eine schematische Konfiguration eines Verbinders auf der Seite einer elektronischen Einrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar. Bezugnehmend auf 7 nimmt ein Befestigungselement 12, das eine äußere Hülle eines Verbinders konfiguriert, intern ein Element 6 aus einem Verbundmaterial auf, und ein Wärmeleiter 7 ist von einer Oberfläche des Befestigungselements 12 aus geführt. Ein Klauen-Abschnitt 14, der mit einer Leiterplatte 16 einer Halbleiter-Einheit 1a gekoppelt ist, die ein Wärmeerzeugungselement 1 konfiguriert, ist auf dem Befestigungselement 12 bereitgestellt.
Das Befestigungselement 12 ist mittels des Klauen-Abschnitts 14 mit der Leiterplatte 16 gekoppelt, und das Element 6 aus einem Verbundmaterial, das ein Basismaterial 8 aufweist, wird durch die Grenzflächen-Substanz 13 gegen eine Oberfläche der Halbleiter-Einheit 1a gepresst, die das Wärmeerzeugungselement 1 konfiguriert. Ein elektrisches Heizelement 23 (zum Beispiel ein PTC), das durch Einschalten eines Schalters 21 von einer Batterie 22 mit Strom versorgt wird, um Wärme zu erzeugen, ist innerhalb des Befestigungselements 12 angeordnet.
Bei einer niedrigen Temperatur wird das elektrische Heizelement 23 mit Strom versorgt, und das Wärmeerzeugungselement 1, das von der Halbleiter-Einheit 1a in der elektronischen Einrichtung gebildet ist, wird in einem vorgegebenen Temperaturbereich gesteuert. Das elektrische Heizelement 23 ist als ein Raumheizgerät erhältlich und dient außerdem dazu, zu verhindern, dass aufgrund einer niedrigeren Temperatur des Befestigungselements 12, das die äußere Hülle des Verbinders konfiguriert, in der elektronischen Einrichtung eine schädliche Kondensation erzeugt wird. Das Wärmeerzeugungselement 1 kann durch das Wärmeabstrahlungselement 2 ersetzt werden. Das Befestigungselement 12 kann mittels einer Schraube anstelle des Klauen-Abschnitts 14 angebracht werden. Des Weiteren kann die Leiterplatte 16 durch einen Kühlkörper ersetzt werden.
Im Folgenden werden die Effekte der dritten Ausführungsform beschrieben. Bei der vorstehenden dritten Ausführungsform ist das Element 6 aus einem Verbundmaterial mittels des Befestigungselements 12 an dem Wärmeerzeugungselement 1 oder dem Wärmeabstrahlungselement 2 angebracht, und das Basismaterial 8 wird direkt oder indirekt gegen die Oberfläche des Wärmeerzeugungselements 1 oder die Oberfläche des Wärmeabstrahlungselements 2 gepresst. Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist der Wärmetransfer zwischen dem Wärmeleiter 7 und dem Wärmeerzeugungselement 1 oder dem Wärmeabstrahlungselement 2 ausgezeichnet.
Das Befestigungselement 12 ist als ein Verbinder konfiguriert, in dem das Element 6 aus einem Verbundmaterial innerhalb eines geschlossenen Raums aufgenommen ist, das Wärmeelement 7 geht von der Oberfläche des Befestigungselements 12 aus, und es ist ein mit dem Wärmeerzeugungselement 1 oder dem Wärmeabstrahlungselement 2 zu koppelndes Verbindungselement bereitgestellt, das von dem Klauen-Abschnitt 14 (oder einer Schraube) gebildet wird. Daher kann der Wärmeleiter 7 problemlos an dem Wärmeerzeugungselement 1 oder dem Wärmeabstrahlungselement 2 angebracht werden.
Das Wärmeerzeugungselement 1 wird von der elektronischen Einrichtung 3 in dem Fahrzeug konfiguriert, und das Wärmeabstrahlungselement 2 wird von dem Verdampfer 5 der Fahrzeug-Klimaanlage 4 in dem Fahrzeug konfiguriert. Daher wird die Kälte des Verdampfers 5, der von dem Kältemittel gekühlt wird, zu der elektronischen Einrichtung 3 transferiert und kann die elektronische Einrichtung 3 kühlen.
Das elektrische Heizelement 23, das durch Einschalten des Schalters 21 von der Batterie 22 mit Strom versorgt wird, um Wärme zu erzeugen, ist innerhalb des Befestigungselements 12 angeordnet. Wenn daher eine Temperatur des Wärmeerzeugungselements 1 zu niedrig ist, wird das Wärmeerzeugungselement 1 mittels des elektrischen Heizelements 23 erwärmt, um eine Temperatureinstellung zu ermöglichen, und die elektronische Einrichtung 3 kann in einem bevorzugten Temperaturbereich betrieben werden.
Vierte Ausführungsform
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es werden Abschnitte beschrieben, die sich von jenen in den vorstehenden Ausführungsformen unterscheiden. 8 stellt eine schematische Konfiguration eines Verbinders gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar. Bezugnehmend auf 8 nimmt ein Befestigungselement 12 intern ein Element 6 aus einem Verbundmaterial auf, und ein Wärmeleiter 7 ist von einer Oberfläche des Befestigungselements 12 aus geführt. Das Befestigungselement 12 ist als eine äußere Hülle eines Verbinders mit einem Klauen-Abschnitt 14 konfiguriert, der mit einem Wärmeerzeugungselement 1 zu koppeln ist. Ein Element 6 aus einem Verbundmaterial wird durch eine Grenzflächen-Substanz 13a mittels des Klauen-Abschnitts 14 gegen eine Oberfläche des Wärmeerzeugungselements 1 gepresst. Der Klauen-Abschnitt 14 kann durch eine Schraube ersetzt werden.
Ein ringförmiges elastisches Element 25 ist in dem Befestigungselement 12 angeordnet, und das elastische Element 25 wird komprimiert, wenn der Klauen-Abschnitt 14 mit einer Leiterplatte 16 einrastet. Das Element 6 aus einem Verbundmaterial wird mit der Hilfe einer Federkraft, durch die das elastische Element 25 in eine Ausgangsposition zurückkehren soll, direkt oder indirekt gegen eine Oberfläche des Wärmeerzeugungselements 1 gepresst. Auch wenn das Element aus einem Verbundmaterial gegen die Oberfläche des Wärmeabstrahlungselements 2 gepresst wird, ist ein Äquivalent des elastischen Elements 25 erhältlich. Das elastische Element kann mittels einer Metallfeder anstelle des ringförmigen Kautschuks konfiguriert werden.
Im Folgenden werden die Effekte der vierten Ausführungsform beschrieben. Bei der vorstehenden vierten Ausführungsform ist das Element 6 aus einem Verbundmaterial mittels des Befestigungselements 12 an dem Wärmeerzeugungselement 1 oder dem Wärmeabstrahlungselement 2 angebracht, und das Element 6 aus einem Verbundmaterial wird direkt oder indirekt gegen die Oberfläche des Wärmeerzeugungselements 1 oder die Oberfläche des Wärmeabstrahlungselements 2 gepresst. Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist der Wärmetransfer zwischen dem Wärmeleiter 7 und dem Wärmeerzeugungselement 1 oder dem Wärmeabstrahlungselement 2 ausgezeichnet.
Das Befestigungselement 12 ist als ein Verbinder konfiguriert, in dem das Element 6 aus einem Verbundmaterial intern aufgenommen ist, der Wärmeleiter 7 geht von der Oberfläche des Befestigungselements 12 aus, und es ist ein mit dem Wärmeerzeugungselement 1 oder dem Wärmeabstrahlungselement 2 zu koppelndes Verbindungselement bereitgestellt, das von dem Klauen-Abschnitt 14 oder der Schraube gebildet wird. Daher kann der Wärmeleiter 7 problemlos an dem Wärmeerzeugungselement 1 oder dem Wärmeabstrahlungselement 2 angebracht werden.
Des Weiteren ist in dem Befestigungselement 12 das elastische Element 25 angeordnet, das mit der Hilfe des Klauen-Abschnitts 14 oder der Schraube in einen Zustand komprimiert wird, in dem der Verbinder mit dem Wärmeerzeugungselement 1 oder dem Wärmeabstrahlungselement 2 gekoppelt ist und das Element 6 aus einem Verbundmaterial direkt oder indirekt gegen die Oberfläche des Wärmeerzeugungselements 1 oder die Oberfläche des Wärmeabstrahlungselements 2 presst. Daher kann das Element 6 aus einem Verbundmaterial des Weiteren mit der Federkraft des elastischen Elements 25 zusätzlich zu dem Anpressen mittels des Klauen-Abschnitts 14 oder der Schraube fest gegen das Wärmeerzeugungselement oder das Wärmeabstrahlungselement gepresst werden, und der Wärmetransfer ist verbessert.
Fünfte Ausführungsform
Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es werden Abschnitte beschrieben, die sich von jenen in den vorstehenden Ausführungsformen unterscheiden. 9 stellt eine koppelnde Struktur eines Elements 6 (61, 62) aus einem Verbundmaterial mit einem Wärmeleiter 7 dar, wobei ein aus einem synthetischen Harz bestehendes Befestigungselement 12 in einem Verbinder entfernt ist.
Bei der fünften Ausführungsform beinhaltet das Element 6 aus einem Verbundmaterial einen ersten Abschnitt 61 aus einem Verbundmaterial und einen zweiten Abschnitt 62 aus einem Verbundmaterial. In dem ersten Abschnitt 61 aus einem Verbundmaterial sind Kohlenstoff-Nanoröhren 9 und Kohlenstoff-Fasern 10 in einem Metall, das als ein erstes Basismaterial 81 dient, zu einem Komplex gebildet, und die jeweiligen Kohlenstoff-Fasern 10 sind mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren 9 miteinander quervernetzt.
In dem zweiten Abschnitt 62 aus einem Verbundmaterial, der in einen engen Kontakt mit dem ersten Abschnitt 61 aus einem Verbundmaterial kommt, sind die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 und die Kohlenstoff-Fasern 10 in einem synthetischen Harz oder Kautschuk, das als ein zweites Basismaterial 82 dient, miteinander zu einem Komplex gebildet. Die jeweiligen Kohlenstoff-Fasern 10 in dem zweiten Basismaterial 82, das aus einem synthetischen Harz oder Kautschuk besteht, sind mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren 9 miteinander quervernetzt.
Das nicht gezeigte andere Ende des Wärmeleiters 7 (in 9 rechts) ist mit einer Halbleiter-Einheit gekoppelt, die das Wärmeerzeugungselement 1 bildet. Ein Ende des Wärmeleiters 7 ist teilweise in dem ersten Abschnitt 61 aus einem Verbundmaterial eingebettet und durchdringt den zweiten Abschnitt 62 aus einem Verbundmaterial. Der Wärmeleiter 7 weist eine Länge von etwa 50 cm auf und wird durch Bündeln von Millionen von flexiblen Kohlenstoff-Fasern konfiguriert. Das Kabel aus Kohlenstoff-Fasern kann durch ein flächenkörperartiges Graphit ersetzt werden, das später beschrieben wird.
Im Folgenden werden die Effekte der fünften Ausführungsform beschrieben. Bei der vorstehenden fünften Ausführungsform koppelt die Wärmetransfer-Einrichtung 100 das Wärmeerzeugungselement 1 mit dem Wärmeabstrahlungselement 2 und transferiert die Wärme von dem Wärmeerzeugungselement 1 zu dem Wärmeabstrahlungselement 2. Die Wärmetransfer-Einrichtung 100 beinhaltet das Element 6 aus einem Verbundmaterial und den Wärmeleiter 7. Das Element 6 aus einem Verbundmaterial beinhaltet die mehreren Kohlenstoff-Nanoröhren 9 und die mehreren Kohlenstoff-Fasern 10, die in das Basismaterial 8 (81, 82) hinein gemischt sind und miteinander zu einem Komplex gebildet sind, und die jeweiligen Kohlenstoff-Fasern 10 sind mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren 9 miteinander quervernetzt. Ein Ende des Wärmeleiters 7, der die Flexibilität aufweist, ist in das Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet, und das eingebettete eine Ende ist durch die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 mit den Kohlenstoff-Fasern 10 in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial quervernetzt.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration weist der Wärmeleiter 7 das flexible eine Ende auf, das in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet ist. Da das eingebettete eine Ende mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren 9 mit den Kohlenstoff-Fasern 10 in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial quervernetzt ist, ist der Wärmetransfer zwischen dem Wärmeleiter 7 und dem Element 6 aus einem Verbundmaterial ausgezeichnet. Daher kann die Wärmetransfer-Einrichtung bereitgestellt werden, in der die Wärmetransfer-Charakteristik zwischen dem Wärmeerzeugungselement 1 und dem Wärmeabstrahlungselement 2 ausgezeichnet ist und das Wärmeerzeugungselement 1 und das Wärmeabstrahlungselement 2 mittels des flexiblen Wärmeleiters 7 problemlos miteinander gekoppelt werden können.
Der Wärmeleiter 7 ist aus dem Kabel aus Kohlenstoff-Fasern oder dem flächenkörperartigen Graphit gebildet, das aus einem Material auf der Basis von Kohlenstoff besteht. Ein Ende des flexiblen Wärmeleiters 7 ist in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet. Das eingebettete eine Ende des Wärmeleiters 7 ist durch die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 mit den Kohlenstoff-Fasern 10 in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial quervernetzt. Um die ausgezeichnete Wärmetransfer-Charakteristik mittels Quervernetzen mit den Kohlenstoff-Fasern 10 in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial zu erhalten, ist das Kabel aus Kohlenstoff-Fasern oder das flächenkörperartige Graphit bevorzugt, bei dem es sich um das gleiche Material auf der Basis von Kohlenstoff handelt.
Das Element 6 aus einem Verbundmaterial beinhaltet den ersten Abschnitt 61 aus einem Verbundmaterial und den zweiten Abschnitt 62 aus einem Verbundmaterial benachbart zu dem ersten Abschnitt 61 aus einem Verbundmaterial. Das Basismaterial 8 beinhaltet das erste Basismaterial 81 in dem ersten Abschnitt 61 aus einem Verbundmaterial und das zweite Basismaterial 82 in dem zweiten Abschnitt 62 aus einem Verbundmaterial. Das erste Basismaterial 81 beinhaltet Aluminium oder Kupfer und wird direkt oder indirekt gegen das Wärmeerzeugungselement 1 oder das Wärmeabstrahlungselement 2 gepresst, und ein Ende des Wärmeleiters 7 ist in dem ersten Basismaterial 81 eingebettet. Das zweite Basismaterial 82 kommt in Kontakt mit dem ersten Basismaterial 81, der Wärmeleiter 7 geht durch das zweite Basismaterial 82 hindurch, und das zweite Basismaterial 82 beinhaltet ein synthetisches Harz oder Kautschuk.
Mit anderen Worten, das erste Basismaterial 81 in dem Basismaterial 8 beinhaltet Aluminium oder Kupfer und wird direkt oder indirekt gegen das Wärmeerzeugungselement 1 oder das Wärmeabstrahlungselement 2 gepresst. Das zweite Basismaterial 82 in dem Basismaterial 8 kommt in Kontakt mit dem ersten Basismaterial 81, der Wärmeleiter 7 geht durch das zweite Basismaterial 82 hindurch, und das zweite Basismaterial beinhaltet ein synthetisches Harz oder Kautschuk.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist es vom Gesichtspunkt der thermischen Leitfähigkeit her bevorzugt, dass Aluminium oder Kupfer in dem ersten Abschnitt 61 aus einem Verbundmaterial des Elements 6 aus einem Verbundmaterial enthalten ist, in dem die jeweiligen Kohlenstoff-Fasern 10 mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren 9 miteinander quervernetzt sind.
Darüber hinaus ist der zweite Abschnitt 62 aus einem Verbundmaterial bereitgestellt, durch den der Wärmeleiter 7 hindurch geht und der das aus einem synthetischen Harz oder Kautschuk bestehende zweite Basismaterial 82 beinhaltet, in dem die jeweiligen Kohlenstoff-Fasern 10 durch die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 miteinander quervernetzt sind wie bei dem ersten Abschnitt 61 aus einem Verbundmaterial. Daher wird eine mechanische Spannung, die an dem Wärmeleiter 7 anliegt, durch das synthetische Harz oder den Kautschuk des zweiten Abschnitts 62 aus einem Verbundmaterial reduziert, und die Entkopplung des Wärmeleiters 7 kann unterbunden werden.
Das Wärmeerzeugungselement 1 wird von der elektronischen Einrichtung 3 in dem Fahrzeug konfiguriert, und das Wärmeabstrahlungselement 2 wird von dem Verdampfer 5 der Fahrzeug-Klimaanlage 4 in dem Fahrzeug konfiguriert, wie bei der ersten Ausführungsform. Daher wird die Kälte des Verdampfers 5, der mittels des Kältemittels gekühlt wird, zu der elektronischen Einrichtung 3 transferiert und kann die elektronische Einrichtung 3 kühlen. Eine mechanische Spannung, die aufgrund einer Vibration des Fahrzeugs an dem Wärmeleiter 7 anliegt, wird durch das zweite Basismaterial 82, welches das synthetische Harz oder Kautschuk beinhaltet, des zweiten Abschnitts 62 aus einem Verbundmaterial reduziert, und die Entkopplung des Wärmeleiters 7 kann unterbunden werden.
Sechste Ausführungsform
Als nächstes wird eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es werden Abschnitte beschrieben, die sich von jenen in den vorstehenden Ausführungsformen unterscheiden. 10 stellt eine Wärmetransfer-Einrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar. Ein Verdampfer 5 in einer Klimaanlage eines Fahrzeugs konfiguriert ein einzelnes Wärmeabstrahlungselement für mehrere Wärmeerzeugungselemente. Wärmeerzeugungselemente beinhalten eine Halbleiter-Einheit in einer Frontscheibenanzeige, die innerhalb einer Instrumententafel angeordnet ist, eine Halbleiter-Einheit in einem Navigationsgerät sowie eine Lichtsteuerungs-Einrichtung für einen Fahrzeugscheinwerfer.
Die Wärmeerzeugungselemente und ein Wärmeabstrahlungselement sind mittels mehrerer Wärmeleiter 71, 72 und 73 miteinander gekoppelt, und Wärme von den mehreren Wärmeerzeugungselementen wird zu einem Verdampfer 5 transferiert, der ein einzelnes Wärmeabstrahlungselement ist. Ein Verbinder, der intern mehrere Befestigungselemente 12a1, 12a2 und 12a3 aufweist, beinhaltet ein Element aus einem Verbundmaterial. Die jeweiligen Befestigungselemente 12a1 bis 12a3 sind in dem Navigationsgerät, der Frontscheibenanzeige und der Lichtsteuerungs-Einrichtung angebracht, die Wärmeerzeugungselemente sind.
Die Frontscheibenanzeige, das Navigationsgerät und die Lichtsteuerungs-Einrichtung sind vor dem Fahrersitz in dem Fahrzeuginnenraum eingebaut. Ein Klimaanlagen-Kanal der Klimaanlage des Fahrzeugs und der Verdampfer 5 in dem Klimaanlagen-Kanal sind ebenfalls vor dem Fahrersitz eingebaut. Daher können die Wärmeleiter 71 bis 73 relativ kurz sein.
Die Wärmeleiter 71 bis 73 koppeln die mehreren Elemente aus einem Verbundmaterial auf der Seite der Wärmeerzeugungselemente mit dem einzelnen Element aus einem Verbundmaterial auf der Seite des Abstrahlungselements und transferieren die Wärme von dem Wärmeerzeugungselement zu dem Wärmeabstrahlungselement. Die Elemente aus einem Verbundmaterial sind mittels der Befestigungselemente 12a1 bis 12a3, die jeweils den Verbinder bilden und aus dem synthetischen Harz bestehen, an den Wärmeerzeugungselementen und dem Wärmeabstrahlungselement angebracht.
Die Befestigungselemente 12a1 bis 12a3 sind so geformt, dass sie die Elemente aus einem Verbundmaterial in den jeweiligen Befestigungselementen 12a1 bis 12a3 direkt oder indirekt gegen das Wärmeerzeugungselement 1 pressen und an der Leiterplatte oder dem Kühlkörper angebracht sind, und bilden ein integral gegossenes Produkt, das aus einem synthetischen Harz besteht.
Die Befestigungselemente 12a1 bis 12a3 sind so strukturiert, dass sie jeweils einen Klauen-Abschnitt 14 oder eine Schraube 15 (15a, 15b) bereitstellen und dass sie an der Leiterplatte oder dem Kühlkörper befestigbar sind. Ein Befestigungselement 12b, das ein koppelndes Teilstück des Verdampfers 5 mit den Elementen aus einem Verbundmaterial ist, ist mittels Schrauben 15b an einem Abschnitt angebracht, in dem flüssiges Kältemittel akkumuliert.
Der Verdampfer 5 ist in einer solchen Weise angeordnet, dass mehrere Röhren 27, die jeweils eine ebene Querschnittsform aufweisen und aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung bestehen, in einer Richtung im Wesentlichen orthogonal zu einem Luftstrom eines Pfeils Y10 angeordnet sind, wobei die Luft als ein Wärmetauscher-Fluid dient. Rippen 28 sind zwischen den jeweiligen Röhren 27 eingefügt, und durch die Röhren 27 und die Rippen 28 ist ein Kern 29 gebildet. Beide Seitenflächen des Kerns 29 sind mit Seitenplatten 30 bedeckt. Das Befestigungselement 12b ist mittels der Schrauben 15b an den Seitenplatten 30 befestigt, die aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung bestehen.
Eine obere Tank-Einheit 31 ist in einem oberen Teilstück der Röhren 27 angeordnet, und eine untere Tank-Einheit 32 ist in einem unteren Teilstück der Röhren 27 angeordnet. Das Kältemittel, das von einem Kältemittel-Einlass 33a eines koppelnden Teilstücks 33 eingebracht wird, strömt in den Röhren 27 noch oben oder nach unten und strömt aus einem Kältemittel-Auslass 33b des koppelnden Teilstücks 33 heraus.
Im Folgenden werden die Effekte der sechsten Ausführungsform beschrieben. Bei der vorstehenden sechsten Ausführungsform koppelt die Wärmetransfer-Einrichtung 100 wie bei der ersten Ausführungsform das Wärmeerzeugungselement mit dem Wärmeabstrahlungselement und transferiert die Wärme von dem Wärmeerzeugungselement zu dem Wärmeabstrahlungselement. Die Wärmetransfer-Einrichtung 100 beinhaltet die Elemente aus einem Verbundmaterial und die Wärmeleiter 7.
Die Elemente aus einem Verbundmaterial beinhalten jeweils die mehreren Kohlenstoff-Nanoröhren und die mehreren Kohlenstoff-Fasern, die in das Basismaterial hinein gemischt sind und miteinander zu einem Komplex gebildet sind, und die jeweiligen Kohlenstoff-Fasern sind mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren miteinander quervernetzt.
Das flexible eine Ende jedes Wärmeleiters 7 ist in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet. Das eingebettete eine Ende ist mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren mit den Kohlenstoff-Fasern in den Elementen 6 aus einem Verbundmaterial quervernetzt. Der Wärmeleiter 7 ist aus dem Kabel aus Kohlenstoff-Fasern oder dem flächenkörperartigen Graphit gebildet, das sich von einem Element zu dem anderen erstreckt.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist das eingebettete eine Ende mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren mit den Kohlenstoff-Fasern in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial quervernetzt. Infolgedessen ist der Wärmetransfer zwischen dem Wärmeleiter 7 und dem Element 6 aus einem Verbundmaterial ausgezeichnet. Daher kann die Wärmetransfer-Einrichtung bereitgestellt werden, in der die Wärmetransfer-Charakteristik zwischen dem Wärmeerzeugungselement und dem Wärmeabstrahlungselement ausgezeichnet ist und die Wärmeerzeugungselemente 1 und das Wärmeabstrahlungselement 2 mittels der flexiblen Wärmeleiter 7 problemlos miteinander gekoppelt werden können.
Der Wärmeleiter 7 ist aus dem Kabel aus Kohlenstoff-Fasern gebildet, das aus einem Material auf der Basis von Kohlenstoff besteht. Das eingebettete eine Ende jedes Wärmeleiters 7 ist durch die Kohlenstoff-Nanoröhren mit den Kohlenstoff-Fasern in dem Element aus einem Verbundmaterial quervernetzt. Um die ausgezeichnete Wärmetransfer-Charakteristik mittels Quervernetzen mit den Kohlenstoff-Fasern in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial zu erhalten, ist das Kabel aus Kohlenstoff-Fasern oder das flächenkörperartige Graphit bevorzugt, bei dem es sich um das gleiche Material auf der Basis von Kohlenstoff handelt.
Das Wärmeerzeugungselement wird von drei verschiedenen elektronischen Einrichtungen in dem Fahrzeug konfiguriert, und das Wärmeabstrahlungselement wird von dem Verdampfer 5 konfiguriert, der ein Wärmetauscher in der Fahrzeug-Klimaanlage in dem Fahrzeug ist. Daher wird die Kälte des Verdampfers 5, der mittels des Kältemittels gekühlt wird, zu der elektronischen Einrichtung transferiert und kann die elektronische Einrichtung kühlen.
Siebte Ausführungsform
Als nächstes wird eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es werden Abschnitte beschrieben, die sich von jenen in den vorstehenden Ausführungsformen unterscheiden. 11 stellt eine schematische Konfiguration eines Verbinders auf der anderen Seite gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar. Bezugnehmend auf 11 ist ein Wärmeleiter 7 aus einem flächenkörperartigen Graphit gebildet, das durch thermisches Zersetzen einer Polymer-Schicht graphitiert wird. Ein derartiges flächenkörperartiges Graphit ist kommerziell erhältlich und wird in einem Verfahren erzeugt, bei dem die Polymer-Schicht durch eine thermische Zersetzung graphitiert wird. Ein derartiges flächenkörperartiges Graphit gehört zu einem in hohem Maße orientierten Graphit mit einer Struktur nahe jener eines Monokristalls, das eine hohe thermische Leitfähigkeit und Flexibilität aufweist.
Im Folgenden werden die Effekte der siebten Ausführungsform beschrieben. Bei der vorstehenden siebten Ausführungsform koppelt die Wärmetransfer-Einrichtung 100 wie bei der ersten Ausführungsform das Wärmeerzeugungselement mit dem Wärmeabstrahlungselement und transferiert die Wärme von dem Wärmeerzeugungselement zu dem Wärmeabstrahlungselement. Die Wärmetransfer-Einrichtung 100 beinhaltet die Elemente 6 aus einem Verbundmaterial und die Wärmeleiter 7. Die Elemente 6 aus einem Verbundmaterial beinhalten jeweils die mehreren Kohlenstoff-Nanoröhren und die mehreren Kohlenstoff-Fasern, die in das Basismaterial hinein gemischt sind und miteinander zu einem Komplex gebildet sind, und die jeweiligen Kohlenstoff-Fasern sind mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren miteinander quervernetzt.
In dem Wärmeleiter 7 ist das eine Ende des flexiblen flächenkörperartigen Graphits in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet. Das eingebettete eine Ende ist durch die Kohlenstoff-Nanoröhren 9 mit den Kohlenstoff-Fasern in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial quervernetzt. Eine Einbettungs-Tiefe ist die gleiche wie jene bei den vorstehenden Ausführungsformen.
Da das eingebettete eine Ende gemäß der vorstehenden Konfiguration mittels der Kohlenstoff-Nanoröhren mit den Kohlenstoff-Fasern in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial quervernetzt ist, ist der Wärmetransfer zwischen dem Wärmeleiter 7 und dem Element 6 aus einem Verbundmaterial ausgezeichnet. Daher kann die Wärmetransfer-Einrichtung bereitgestellt werden, in der die Wärmetransfer-Charakteristik zwischen dem Wärmeerzeugungselement und dem Wärmeabstrahlungselement ausgezeichnet ist und die Wärmeerzeugungselemente 1 und das Wärmeabstrahlungselement 2 mittels der flexiblen Wärmeleiter 7 problemlos miteinander gekoppelt werden können.
Der Wärmeleiter 7 ist aus dem flächenkörperartigen Graphit gebildet, bei dem es sich um ein Polymer-Material auf der Basis von Kohlenstoff handelt. Ein Ende des flexiblen Wärmeleiters 7 ist in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial eingebettet. Das eingebettete eine Ende des Wärmeleiters 7 ist durch die Kohlenstoff-Nanoröhren mit den Kohlenstoff-Fasern in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial quervernetzt. Um die ausgezeichnete Wärmetransfer-Charakteristik mittels Quervernetzen mit den Kohlenstoff-Fasern 10 in dem Element 6 aus einem Verbundmaterial zu erhalten, ist das flächenkörperartige Graphit bevorzugt, bei dem es sich um das gleiche Polymer-Material auf der Basis von Kohlenstoff handelt.
Bei der vorstehenden beschriebenen Ausführungsform ist eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben, die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf irgendeine der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Weisen modifiziert und ausgeführt werden, ohne von dem Umfang des Leitgedankens der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die Strukturen der Ausführungsform sind lediglich illustrativ, und der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf den Bereich der Beschreibung der Strukturen beschränkt.
Ein Basismaterial des Elements aus einem Verbundmaterial kann ein anderes Metall sein, wie beispielsweise eine Aluminium-Legierung, Kupfer oder eine Kupfer-Legierung. Das synthetische Harz oder der Kautschuk (zum Beispiel Fluor-Kautschuk, Silikonkautschuk) kann als das Basismaterial verwendet werden. Das zu kühlende Wärmeerzeugungselement braucht nicht die Halbleiter-Einheit in der elektronischen Einrichtung zu sein. Bei dem zu kühlenden Wärmeerzeugungselement kann es sich zum Beispiel um einen kühlenden Sitz für eine Sitz-Klimaanlage handeln, die einen Sitz kühlt, auf dem ein Fahrzeuginsasse in einem Fahrzeuginnenraum sitzt, oder es kann sich um eine Batterie in einem Elektrofahrzeug oder einem Hybrid-Fahrzeug handeln.
Um eine Wärmetransfer-Menge des Wärmeleiters zu erhöhen, besteht eine Notwendigkeit, eine Wärmetransfer-Fläche des Wärmeleiters zu erhöhen. Um die Wärmetransfer-Fläche zu erhöhen, kann die Anzahl von Kohlenstoff-Fasern in dem flexiblen Kabel aus Kohlenstoff-Fasern erhöht werden, oder es kann die gestapelte Anzahl von flächenkörperartigem Graphit erhöht werden.
Des Weiteren sind bei den vorstehenden Ausführungsformen die jeweiligen Elemente aus einem Verbundmaterial auf der Seite des Wärmeerzeugungselements und auf der Seite des Wärmeabstrahlungselements bereitgestellt, und die Basismaterialien in jenen Elementen aus einem Verbundmaterial tauschen Wärme mit dem Wärmeerzeugungselement und dem Wärmeabstrahlungselement aus. Es kann jedoch ein einzelnes Element aus einem Verbundmaterial auf einer von der Seite des Wärmeerzeugungselements und der Seite des Wärmeabstrahlungselements angeordnet sein. Mit anderen Worten, das Element aus einem Verbundmaterial kann zwischen dem Ende des Wärmeleiters und wenigstens einem von dem Wärmeerzeugungselement und dem Wärmeabstrahlungselement angeordnet sein und kann Wärme mit wenigstens einem von dem Wärmeerzeugungselement und dem Wärmeabstrahlungselement austauschen. In einem derartigen Fall kann ein Ende des Wärmeleiters, in dem das Element aus einem Verbundmaterial nicht bereitgestellt ist, dem Inneren eines Fluides ausgesetzt sein, wie beispielsweise dem Kältemittel oder dem Kühlmittel.
In dem Kabel aus Kohlenstoff-Fasern braucht keine große Anzahl von Kohlenstoff-Fasern als ein einzelnes Material eingesetzt zu sein, sondern kann als ein Verbundmaterial kombiniert mit einem Basismaterial konfiguriert sein, wie beispielsweise einem synthetischen Harz.

Claims

Wärmetransfer-Einrichtung, die umfasst: ein Wärmeerzeugungselement (1), das Wärme erzeugt; ein Wärmeabstrahlungselement (2), das Wärme abstrahlt; einen Wärmeleiter (7), der eine Flexibilität aufweist, das Wärmeerzeugungselement (1) mit dem Wärmeabstrahlungselement (2) koppelt und in dem Wärmeerzeugungselement (1) erzeugte Wärme zu dem Wärmeabstrahlungselement (2) transferiert; und ein Element (6) aus einem Verbundmaterial, in das ein Ende des Wärmeleiters (7) eingebettet ist, wobei das Element (6) aus einem Verbundmaterial zwischen dem Ende des Wärmeleiters (7) und wenigstens einem von dem Wärmeerzeugungselement (1) und dem Wärmeabstrahlungselement (2) angeordnet ist und Wärme mit dem wenigstens einen von dem Wärmeerzeugungselement (1) und dem Wärmeabstrahlungselement (2) austauscht, wobei das Element (6) aus einem Verbundmaterial ein Basismaterial (8), das Wärme mit dem wenigstens einen von dem Wärmeerzeugungselement (1) und dem Wärmeabstrahlungselement (2) austauscht, und eine Mehrzahl von Kohlenstoff-Nanoröhren (9) sowie eine Mehrzahl von Kohlenstoff-Fasern (10) beinhaltet, die in das Basismaterial (8) hinein gemischt sind und die miteinander zu einem Komplex gebildet sind, die Mehrzahl von Kohlenstoff-Fasern (10) mittels der Mehrzahl von Kohlenstoff-Nanoröhren (9) miteinander quervernetzt ist und das Ende des Wärmeleiters (7) durch die Mehrzahl von Kohlenstoff-Nanoröhren (9) mit der Mehrzahl von Kohlenstoff-Fasern (10) in dem Element (6) aus einem Verbundmaterial quervernetzt ist.
Wärmetransfer-Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Wärmeleiter (7) eines von einem Kabel aus Kohlenstoff-Fasern, das eine Kohlenstoff-Faser-Gruppe aufweist, oder einem flächenkörperartigen Graphit beinhaltet, das aus einem Polymer-Material auf der Basis von Kohlenstoff besteht.
Wärmetransfer-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ende des Wärmeleiters (7) ein Ende und ein anderes Ende beinhaltet, das Element (6) aus einem Verbundmaterial ein Element (6a) aus einem Verbundmaterial auf der Wärmeerzeugungs-Seite, in welches das eine Ende des Wärmeleiter (7) eingebettet ist, sowie ein Element (6b) aus einem Verbundmaterial auf der Wärmeabstrahlungs-Seite beinhaltet, in welches das andere Ende des Wärmeleiters (7) eingebettet ist, das Element (6a) aus einem Verbundmaterial auf der Wärmeerzeugungs-Seite Wärme mit dem Wärmeerzeugungselement (1) austauscht und das Element (6b) aus einem Verbundmaterial auf der Wärmeabstrahlungs-Seite Wärme mit dem Wärmeabstrahlungselement (2) austauscht.
Wärmetransfer-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die des Weiteren ein Befestigungselement (12) umfasst, welches das Element (6) aus einem Verbundmaterial an dem wenigstens einen von dem Wärmeerzeugungselement (1) und dem Wärmeabstrahlungselement (2) befestigt, wobei das Befestigungselement (12) das Basismaterial (8) direkt oder indirekt gegen eine Oberfläche des wenigstens einen von dem Wärmeerzeugungselement (1) und dem Wärmeabstrahlungselement (2) presst.
Wärmetransfer-Einrichtung nach Anspruch 4, wobei das Befestigungselement (12) intern das Element (6) aus einem Verbundmaterial aufnimmt, das Befestigungselement (12) einen Klauen-Abschnitt (14) oder eine Schraube (15) beinhaltet, der bzw. die direkt oder indirekt mit dem wenigstens einen von dem Wärmeerzeugungselement (1) und dem Wärmeabstrahlungselement (2) gekoppelt ist, und sich der Wärmeleiter (7) von dem Element (6) aus einem Verbundmaterial durch das Befestigungselement (12) hindurch erstreckt.
Wärmetransfer-Einrichtung nach Anspruch 5, die des Weiteren ein elastisches Element (25) umfasst, das in dem Befestigungselement (12) aufgenommen ist, wobei das elastische Element (25) mittels des Befestigungselements (12) in einen Zustand komprimiert wird, in dem das Befestigungselement (12) mittels des Klauen-Abschnitts (14) oder der Schraube (15) mit dem Wärmeerzeugungselement (1) oder dem Wärmeabstrahlungselement (2) gekoppelt ist, und das elastische Element (25) das Basismaterial (8) direkt oder indirekt gegen die Oberfläche des wenigstens einen von dem Wärmeerzeugungselement (1) und dem Wärmeabstrahlungselement (2) presst.
Wärmetransfer-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Basismaterial (8) des Elements (6) aus einem Verbundmaterial Aluminium oder Kupfer beinhaltet.
Wärmetransfer-Einrichtung nach Anspruch 7, wobei das Element (6) aus einem Verbundmaterial einen ersten Abschnitt (61) aus einem Verbundmaterial und einen zweiten Abschnitt (62) aus einem Verbundmaterial benachbart zu dem ersten Abschnitt (61) aus einem Verbundmaterial beinhaltet, das Basismaterial (8) ein erstes Basismaterial (81) in dem ersten Abschnitt (61) aus einem Verbundmaterial und ein zweites Basismaterial (81) in dem zweiten Abschnitt (62) aus einem Verbundmaterial beinhaltet, das erste Basismaterial (81) das Aluminium oder das Kupfer beinhaltet und direkt oder indirekt gegen das wenigstens eine von dem Wärmeerzeugungselement (1) und dem Wärmeabstrahlungselement (2) gepresst wird, sich das zweite Basismaterial (82) in Kontakt mit dem ersten Basismaterial (81) befindet und ein synthetisches Harz oder Kautschuk beinhaltet und das Ende des Wärmeleiters (7) durch das zweite Basismaterial (81) hindurch in das erste Basismaterial (81) eingebettet ist.
Wärmetransfer-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Wärmeerzeugungselement (1) eine elektronische Einrichtung (3) in einem Fahrzeug beinhaltet und das Wärmeabstrahlungselement (2) einen Verdampfer (5) einer Fahrzeug-Klimaanlage in dem Fahrzeug beinhaltet.
Wärmetransfer-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Wärmeerzeugungselement (1) eines von einer Mehrzahl von Wärmeerzeugungselementen (1) ist, das Wärmeabstrahlungselement (2) ein einzelnes Wärmeabstrahlungselement (2) ist, das Element (6) aus einem Verbundmaterial eines von einer Mehrzahl von Elementen (6) aus einem Verbundmaterial ist, der Wärmeleiter (7) einer von einer Mehrzahl von Wärmeleitern (7) ist, die Mehrzahl von Wärmeerzeugungselementen (1) durch die Mehrzahl von Elementen (6) aus einem Verbundmaterial und die Mehrzahl von Wärmeleitern (7) mit dem einzelnen Wärmeabstrahlungselement (2) gekoppelt ist und die Mehrzahl von Elementen (6) aus einem Verbundmaterial und die Mehrzahl von Wärmeleitern (7) Wärme von der Mehrzahl von Wärmeerzeugungselementen (1) zu dem einzelnen Wärmeabstrahlungselement (2) transferieren.
Wärmetransfer-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Element (6) aus einem Verbundmaterial einen rechteckigen Querschnitt aufweist und das Ende des Wärmeleiters (7) von einer kurzen Seite des rechteckigen Querschnitts in das Element (6) aus einem Verbundmaterial eingebettet ist.
Wärmetransfer-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Wärmeleiter (7) in dem Element (6) aus einem Verbundmaterial in eine Mehrzahl von Teilen verzweigt ist.
Wärmetransfer-Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, die des Weiteren ein elektrisches Heizelement (23) umfasst, das im Inneren des Befestigungselements (12) aufgenommen ist, wobei das elektrische Heizelement (23) durch Einschalten eines Schalters (21) mit Strom von einer Batterie (22) versorgt wird, um Wärme zu erzeugen.