JP6150686B2 - Heat exchanger and heat exchanger manufacturing method - Google Patents
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Description
熱源から熱回収を行う熱交換器および熱交換器の製造方法に関する。 The present invention relates to a heat exchanger that recovers heat from a heat source and a method for manufacturing the heat exchanger.
熱交換器は、エンジン等の各種熱機関や焼却施設等の熱源から熱を回収し、熱源を低温化させると共に回収した熱を利用する。
従来の熱交換器は、管状の加熱体の内部を被加熱体である熱媒体が流動する構成であり、熱交換器外部からの熱を加熱体を介して熱対流により熱媒体に放出し、熱媒体が流動することにより回収した熱を移動させるものである。また、熱の回収効率を向上させるため、加熱体にセラミックを取り付けることで熱輻射による熱交換を併用する場合もあった(例えば、特許文献1参照)。
The heat exchanger recovers heat from various heat engines such as engines and heat sources such as incineration facilities, lowers the temperature of the heat source, and uses the recovered heat.
A conventional heat exchanger has a configuration in which a heat medium that is a heated body flows inside a tubular heating body, releases heat from the outside of the heat exchanger to the heat medium by heat convection through the heating body, The heat recovered by the heat medium flowing is transferred. In addition, in order to improve the heat recovery efficiency, heat exchange by heat radiation may be used in combination by attaching a ceramic to the heating body (see, for example, Patent Document 1).
また、ヒートパイプの内壁をカーボンナノチューブによるウィック構造とすることで熱の回収効率をさらに向上させることも知られている(例えば、特許文献2参照)。 It is also known to further improve the heat recovery efficiency by making the inner wall of the heat pipe a wick structure made of carbon nanotubes (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、昨今の熱交換器では熱交換のさらなる高効率化が求められている。
そのために、本発明は、熱交換器の熱交換を高効率化させることを目的とする。
However, in recent heat exchangers, higher efficiency of heat exchange is required.
Therefore, an object of the present invention is to increase the efficiency of heat exchange in a heat exchanger.
上記目的を達成するために、本発明の熱交換器は、熱源から熱を回収する熱交換器であって、管状の加熱体と、前記加熱体の管内部に充填される熱媒体と、あらかじめ定めた所定の長さで前記加熱体の管内面に前記熱媒体に向って突出する配向構造のカーボンナノチューブと、前記カーボンナノチューブがあらかじめ定めた所定の間隔で配列される剣山状構造とを有し、前記剣山状構造が前記熱源の温度に対応して放出される熱輻射を共振させる構造であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a heat exchanger according to the present invention is a heat exchanger that recovers heat from a heat source, and includes a tubular heating body, a heat medium filled in a tube of the heating body, A carbon nanotube having an orientation structure that protrudes toward the heat medium on the inner surface of the heating body with a predetermined length, and a sword mountain structure in which the carbon nanotubes are arranged at predetermined intervals. The sword mountain structure is a structure that resonates the heat radiation emitted in accordance with the temperature of the heat source.
また、前記カーボンナノチューブの表面にTi、Cu、Cr、Fe、Co、Ni、Zn、Au、Ag、Si,あるいは、それらの酸化物、炭化物、窒化物からなる単一、または2つ以上の複合物を含むコーティング層を設けることが好ましい。 In addition, the surface of the carbon nanotube is Ti, Cu, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Au, Ag, Si, or an oxide, carbide, or nitride thereof, or a composite of two or more. It is preferable to provide a coating layer containing an object.
また、前記熱媒体に、Si、Al、Mg、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Ru、Ag、Pt、Au、Ti、Crの単体、炭化物、窒化物からなる単一、または2つ以上の複合物を含む赤外線吸収材料を添加することが好ましい。 In addition, the heat medium may be made of a simple substance of Si, Al, Mg, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Ru, Ag, Pt, Au, Ti, Cr, carbide, or nitride, or 2 It is preferable to add an infrared absorbing material containing one or more composites.
さらに、本発明の熱交換器の製造方法は、熱源から熱を回収する熱交換器の製造方法であって、管状の加熱体の内表面に粒状の触媒を所定の間隔で剣山状に配置する工程と、前記触媒を所定の長さに成長させて前記加熱体の内壁から突出する方向に配向するカーボンナノチューブを形成する工程とを有し、前記カーボンナノチューブが配列される剣山状構造が前記熱源の温度に対応して放出される熱輻射を共振させることを特徴とする。 Furthermore, the method for manufacturing a heat exchanger according to the present invention is a method for manufacturing a heat exchanger for recovering heat from a heat source, in which a granular catalyst is arranged in a sword mountain shape at predetermined intervals on the inner surface of a tubular heating body. And a step of growing the catalyst to a predetermined length to form carbon nanotubes oriented in a direction protruding from the inner wall of the heating body, wherein the sword-like structure in which the carbon nanotubes are arranged is the heat source It is characterized by resonating the thermal radiation emitted corresponding to the temperature of.
具体的には、カーボンナノチューブ用の触媒を層状に成膜して、加熱により粒状化する方法や、最初から粒状化した触媒を溶液含侵やスプレー法によって管状の内表面に担持する方法などがある。 Specifically, a method for forming a catalyst for carbon nanotubes in a layered manner and granulating by heating, a method of supporting the granulated catalyst from the beginning on a tubular inner surface by solution impregnation or spraying method, etc. is there.
以上のように、熱交換器の加熱体に配向構造のカーボンナノチューブを剣山状構造に配列し、カーボンナノチューブの剣山状構造を、熱源の温度に対応する熱輻射が共振する構造とすることにより、カーボンナノチューブからの熱輻射による熱交換を高効率化することができる。 As described above, by arranging the carbon nanotubes of the orientation structure in the sword mountain structure in the heating body of the heat exchanger, the sword mountain structure of the carbon nanotubes has a structure in which thermal radiation corresponding to the temperature of the heat source resonates. It is possible to improve the efficiency of heat exchange by heat radiation from the carbon nanotubes.
まず、図1〜図3を用いて、本発明の熱交換器の構成について説明する。
図1は本発明の熱交換器の構成を示す概略図、図2は本発明の熱交換器におけるカーボンナノチューブの配置を例示する概略拡大図、図3は本発明の熱交換器におけるカーボンナノチューブの構成を説明する概略拡大図である。
First, the structure of the heat exchanger of this invention is demonstrated using FIGS. 1-3.
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the heat exchanger of the present invention, FIG. 2 is a schematic enlarged view illustrating the arrangement of carbon nanotubes in the heat exchanger of the present invention, and FIG. 3 is a schematic view of carbon nanotubes in the heat exchanger of the present invention. It is a schematic enlarged view explaining a structure.
図1〜図3に示すように、本発明の熱交換器3は、管状のヒートパイプである加熱体2と、加熱体2の管内部を流動する気体,液体あるいは固体の粒状物であり、被加熱体として機能する熱媒体4と、加熱体2の内表面に配置されて熱媒体4に向って突出する方向に配向されたカーボンナノチューブ1とから構成される。そして、カーボンナノチューブ1が剣山状に配列され(図2(a),図2(b))、加熱体2に供給される温度に対応して放出される熱輻射6の波長が共振するように、各カーボンナノチューブ1が間隔W、長さLで配置されることを特徴とする。このように、所定の温度に対応する波長の熱輻射6が共振するようにカーボンナノチューブ1を剣山状に配列することにより、カーボンナノチューブ1の剣山状配列が共振器として作用する。そのため、熱交換器3に所定の温度が供給された場合に、カーボンナノチューブ1の剣山状配列内で熱輻射が共振し、効率的に供給された熱をカーボンナノチューブ1から熱媒体4に効率的に放出することができる。なお、カーボンナノチューブ1の長さLが一定の場合、カーボンナノチューブ1の間隔Wは、全ての間隔Wが同じ長さであることが最も効率的であるが、一定以上の割合で間隔Wの長さが熱輻射6の波長と共振する長さとなれば、異なる長さの間隔が存在しても一定以上の効果を奏する。また、目標とする間隔Wは1種類に限らず、対象となる熱輻射6の波長が複数ある場合は、カーボンナノチューブ1の間隔の内、所定の割合で間隔Wをそれぞれ対象とする熱輻射6の波長と共振する長さとすれば、複数の熱源に対応して一定の放熱効果の向上を図ることができる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
熱交換器3は、エンジン等の各種熱機関や焼却施設等の熱源(図示せず)に直接、あるいは液体や気体の媒体を介して接触し、熱源から熱を回収し、熱源を低温化させると共に回収した熱を利用させるものである。熱源と接触した熱交換器3では、加熱体2が熱源により加熱され、その熱が熱媒体4に放出される。熱を熱媒体4に放出する際には、加熱体2およびカーボンナノチューブ1からの対流伝熱5および遠赤外線の放射によるカーボンナノチューブからの熱輻射6により、熱媒体4に熱が放出される。それにより、熱媒体4と熱源との間で熱交換が行われ、熱源を冷却すると共に、熱源の熱を熱媒体4が回収する。回収された熱は熱媒体4が流動することにより外部の機器(図示せず)に運ばれ、外部の機器で回収された熱が利用される。
The
このように、配向し、突出したカーボンナノチューブ1による熱媒体4との接触面積の増加に基づく加熱体2およびカーボンナノチューブ1からの対流伝熱5の増加と、剣山状に配置されたカーボンナノチューブ1で共振した熱輻射6により、熱媒体4への放熱効率が向上するため、熱交換を高効率化することができる。ここで、カーボンナノチューブは一般的に熱輻射率が高く、同時に、カーボンナノチューブ1が熱媒体4に向う方向に配向しているため、効率的に熱輻射6により熱を熱媒体4に放出することができる。さらに、カーボンナノチューブ1の剣山状構造を、あらかじめ想定された熱源の温度に対応して放出される熱輻射6の波長と共振する間隔Wおよび長さLとすることにより、より効率的に熱輻射6により熱を熱媒体4に放出することができ、熱交換を高効率化することができる。例えば、熱源の温度が1000℃と想定される場合は、熱輻射6の波長が2μmなのでカーボンナノチューブ1長さが10μmの場合は、カーボンナノチューブ1の間隔Wは1.5μmとなり、熱源の温度が400℃と想定される場合は、熱輻射6の波長が4μmなのでカーボンナノチューブ1長さが10μmの場合は、カーボンナノチューブ1の間隔Wは3μmとなる。
As described above, the convection heat transfer 5 from the
ここで、カーボンナノチューブ1は加熱体2と直交する方向に突出することが放熱効率上好ましいが、必ずしも直交する方向に突出する必要はなく、各カーボンナノチューブ1が異なる方向に突出していてもかまわない。
Here, it is preferable in terms of heat dissipation efficiency that the
また、カーボンナノチューブ1の長さLは、比表面積を一定以上の大きさとし、熱交換効率を確保するために、10μm以上とすることが好ましい。ただし、カーボンナノチューブ1の長さLは、熱輻射6の波長共振する間隔Wに応じて決定される。カーボンナノチューブ1の長さLは、CVD時間、カーボンナノチューブを成長させるガスの供給時間等により制御できる。
The length L of the
また、被加熱体である熱媒体4は、液体や気体,粒状の固体等、流動性があり、熱吸収率の高いものであれば良い。例えば、熱媒体4として、液体の場合は水、シリコンオイル、ダウサムAなどを用いることができ、気体の場合は窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性なガス、空気、または前述の液体からなる蒸気を含む気体を用いることができ、粒状物の場合は金属、セラミックなど用いることができる。さらに、熱媒体4が液体または粒状物の場合、カーボンナノチューブ1あるいは加熱体2から放射された熱輻射6を吸収して効率的に熱エネルギーに変換できる添加剤7として赤外線吸収材料を、熱媒体4に添加することもできる(図1(b))。このように、熱輻射の吸収率および熱変換効率の高い添加剤7を熱媒体4に添加することにより、カーボンナノチューブ1あるいは加熱体2から放射された熱輻射6を効率的に熱交換することができ、熱源の熱を効率的に回収することができる。また、添加剤7自体が熱の輸送体としての機能も発揮し、このことからも熱回収効率を効率化することができる。熱媒体4が粒子状の形状である場合、粒子が小さすぎると粒子同士の摩擦が多くなり熱媒体4が流れにくくなり、粒子が大きいと粒子の隙間の空間が多くなり、吸収できる熱量が減る。そこで、流動性の確保および空隙率の低減のため、その粒径は10μm以上100μm以下とすることが好ましい。また、添加物7としては、酸化クロム,酸化銅,酸化インジウム,酸化モネル,酸化ニクロム,酸化鉄,酸化鋳鉄,酸化モリブテン,酸化ニッケル,酸化鋼,酸化チタン,SiC等を用いることができる。
Moreover, the heat medium 4 which is a to-be-heated body should just have a fluidity | liquidity and a high heat absorption rate, such as a liquid, gas, and granular solid. For example, in the case of liquid, water, silicon oil, dowsum A or the like can be used as the heat medium 4, and in the case of gas, an inert gas such as nitrogen, argon or helium, air, or a vapor made of the above-described liquid. In the case of a granular material, metal, ceramic, etc. can be used. Further, when the heat medium 4 is a liquid or a granular material, an infrared absorbing material is used as an additive 7 that can absorb the heat radiation 6 emitted from the
さらに、添加剤7としてカーボンナノチューブを添加することもできる。カーボンナノチューブは、高熱吸収性,高熱伝導性を有するため添加剤7としても優れている。このように、高熱吸収性,高熱伝導性に優れるカーボンナノチューブを添加剤7として添加することにより、他の添加物材料に比べて高い熱回収効率が実現できる。また、少ない添加量で同等の熱回収効率が実現できる。結果として、熱交換を高効率化することができる。 Furthermore, carbon nanotubes can also be added as the additive 7. Carbon nanotubes are excellent as additive 7 because they have high heat absorption and high thermal conductivity. Thus, by adding the carbon nanotubes having high heat absorption and high thermal conductivity as the additive 7, high heat recovery efficiency can be realized as compared with other additive materials. In addition, the same heat recovery efficiency can be realized with a small addition amount. As a result, heat exchange can be made highly efficient.
また、熱源が高温で、熱媒体4が酸素を含有する気体やカーボンナノチューブ1を酸化させる材質である場合、熱交換中にカーボンナノチューブ1が燃焼したり変質したりして、熱輻射の効率が低下する場合がある。このように、高温,酸素雰囲気中にカーボンナノチューブ1が使用される場合、耐熱性,耐環境性を向上させるために、カーボンナノチューブ1の表面にコーティング膜8を設けても良い(図3(b))。このように、カーボンナノチューブ1の表面をコーティング膜8でコーティングすることにより、カーボンナノチューブ1の耐熱性や耐環境性を向上させることができ、合わせて、高温の熱源を対象として使用することができるので、熱源とカーボンナノチューブ1との温度差により短時間で多量の熱が移動でき、熱伝導の高効率化に資することもできる。
Further, when the heat source is a high temperature and the heat medium 4 is a gas containing oxygen or a material that oxidizes the
コーティング膜8としては、耐熱性,耐酸性等の耐環境性,赤外線吸収率,熱伝導率の高い材質のものを用いることが好ましく、例えば、酸化クロム,酸化銅,酸化インジウム,酸化モネル,酸化ニクロム,酸化鉄,酸化鋳鉄,酸化モリブテン,酸化ニッケル,酸化鋼,酸化チタン,SiC等を用いることができる。また、熱輻射の波長によっては、熱放出効率の高い炭化ケイ素等のセラミックをコーティング膜8としても良い。また、コーティング膜8に隙間があると、その隙間からカーボンナノチューブ1が露出し、その部分から燃焼,変質する場合がある。そのため、コーティングはカーボンナノチューブ1の表面全面に、根元から先端まで隙間なく緻密に行うことが好ましい。
The coating film 8 is preferably made of a material having high heat resistance, acid resistance and other environmental resistance, infrared absorption rate, and high thermal conductivity, such as chromium oxide, copper oxide, indium oxide, monel oxide, oxidation. Nichrome, iron oxide, oxidized iron, molybdenum oxide, nickel oxide, oxidized steel, titanium oxide, SiC and the like can be used. Further, depending on the wavelength of heat radiation, ceramic such as silicon carbide having high heat release efficiency may be used as the coating film 8. Further, if there is a gap in the coating film 8, the
また、コーティング膜8の材質がカーボンナノチューブ1より熱伝導性が小さい場合、コーティングされたカーボンナノチューブ1の熱伝導率が低下する。そのため、コーティング膜8の膜厚は100nm以下とすることが好ましい。逆に、コーティング膜8の膜厚が薄すぎると耐熱性,耐環境性等を確保することができない。そのため、コーティング膜8の膜厚は5nm以上とすることが好ましい。
Further, when the material of the coating film 8 is smaller in thermal conductivity than the
なお、添加剤7としてカーボンナノチューブを用いる場合も、上記と同様にコーティング膜を設けても良い。
また、カーボンナノチューブとして、複数のカーボンナノチューブ1をバンドル化したものを用いても良い(図2(c))。この場合、カーボンナノチューブの間隔Wはバンドル化されたカーボンナノチューブの中心位置間距離とする。このように、バンドル化したカーボンナノチューブを用いることにより、単独のカーボンナノチューブを間隔Wで配列する場合に比べて強度が強くなる。また、後述のように滴下などの方法によって容易にカーボンナノチューブをバンドル化することができるので、容易にあらかじめ定めた間隔Wを隔てて強固なカーボンナノチューブを配置することができる。また、バンドル化する個々のカーボンナノチューブを上述のようにコーティングしても良い。なお、上述のように、バンドル化された個々のカーボンナノチューブの長さは、10μm以上とすることが好ましい。また、加熱体2の内表面に、バンドル化されたカーボンナノチューブで形成され、間隔がWとなる溝構造16(図2(d))や、縦横に等間隔Wで並んだ三角錐の配列構造17(図2(e))を形成しても良い。
In addition, also when using a carbon nanotube as the additive 7, you may provide a coating film similarly to the above.
Moreover, you may use what bundled the
次に、図2,図4〜図6を用いて、間隔が制御されたカーボンナノチューブの製造方法について説明する。
図4は触媒の凝集により間隔が制御されるカーボンナノチューブの製造方法を説明する工程図、図5は局所ガスの噴射により間隔が制御されるカーボンナノチューブの製造方法を説明する工程図、図6はバンドル化されるカーボンナノチューブの製造方法を説明する工程図である。
Next, a method for producing carbon nanotubes with controlled intervals will be described with reference to FIGS. 2 and 4 to 6.
FIG. 4 is a process diagram for explaining a method for producing carbon nanotubes in which the interval is controlled by aggregation of the catalyst, FIG. 5 is a process diagram for explaining a method for producing carbon nanotubes in which the interval is controlled by injection of local gas, and FIG. It is process drawing explaining the manufacturing method of the carbon nanotube bundled.
まず、熱交換器の管状の加熱体2の内壁に層状の触媒9を成膜する(図4(a),図5(a),図6(a))。触媒9はFe、Co、Niの単一、または2つ以上の合金等である。
First, a layered catalyst 9 is formed on the inner wall of the
次に、層状の触媒9を加熱することにより、加熱体2の内壁に担持される粒子状の触媒10にする(図4(b),図5(b),図6(b))。また、層状の触媒9に対してフォトリソグラフィ等の方法により、所定の粒子間隔となるようにエッチング(不要な触媒9を除去)し、加熱し微粒化することで粒子状の触媒10を形成しても良い。
Next, the layered catalyst 9 is heated to form the
なお、層状の触媒9を成膜してから粒子状の触媒10にする場合を例に説明したが、粒状化した触媒10を溶液含侵やスプレー法によって管状の加熱体2の内表面に担持することもできる。この時、溶液濃度により粒子の間隔を調整でき、濃度が小さい程粒子間隔は大きくなる。また、マスク等を用いて、管状の加熱体2の内表面に部分的に濡れ性の高いまたは低い部分を形成し、上記粒状化した触媒10を溶液含侵やスプレー法により、管状の加熱体2の内表面に担持させても良い。
Although the case where the layered catalyst 9 is formed into a
次に、凝集によりカーボンナノチューブ1の間隔Wを制御する場合には、粒子状の触媒10を加熱することにより、粒子径を大きくすると共に粒子間隔を大きくして触媒10を一定の間隔に並んだ粒子状の凝集体に凝集する。このとき、凝集体は縦横に等間隔に配列するようにする。間隔の制御は加熱時間により行い、この間隔を所望のカーボンナノチューブ1の間隔Wと一致させる。例えば、加熱時間が短い場合、凝集体11の粒子径は小さく、間隔も小さくなる(図4(c))。逆に、加熱時間が長い場合、凝集体12の粒子径は大きく、間隔も大きくなる(図4(d))。
Next, when the interval W between the
最後に、所望のカーボンナノチューブ1の間隔Wで形成された凝集体をCVD法等の蒸着により、加熱体2の内壁から突出する方向に配向するカーボンナノチューブ1を成長させる(図4(e),図4(f))。この結果、剣山状に配列されたカーボンナノチューブ1の剣山状構造が形成される。この剣山状構造は、熱源の温度に対応して放射される熱輻射が共振するような、カーボンナノチューブ1の長さ、および互いの間隔Wに制御する。
Finally, the
また、局所ガスの噴射により間隔を制御する場合は、加熱体2の内壁に担持される粒子状の触媒10を形成した後(図5(b))、一定時間加熱することにより、触媒10を一定の間隔に並んだ粒子状の凝集体13に凝集する(図5(c))。そして、所望のカーボンナノチューブ1の間隔W毎の凝集体13に対して選択的に局所ガス14を噴射することにより(図5(d))、所望の間隔Wにある凝集体13のみを一定方向に成長させて所望の間隔Wのカーボンナノチューブ1を形成する(図5(e))。ここで用いるカーボンナノチューブを成長させるガスは、基本的に炭化水素ガスであり、アセチレン、エチレン、メタン、エタンなどを用いる。
When the interval is controlled by local gas injection, after the
また、カーボンナノチューブ1をバンドル化する場合は、加熱体2の内壁に担持される粒子状の触媒10を形成した後(図6(b))、一定時間加熱することにより、触媒10を一定の間隔に並んだ粒子状の凝集体13に凝集する(図6(c))。次に、凝集体13を一定方向に成長させてカーボンナノチューブ1を形成する(図6(d))。この時形成されるカーボンナノチューブ1の間隔は、特に限定されないが、所望の間隔Wの半分以下(間隔Wが500〜1000nmの場合、間隔Wの1/10〜1/50程度)とする。なお、ここまでのカーボンナノチューブ1の形成方法は、図4または図5で説明したいずれの方法で形成しても良いが、カーボンナノチューブ1の間隔のみが異なる。次に、間隔W毎に水滴等の液体15を滴下する(図6(e))。このように、複数のカーボンナノチューブ1上に液体15を滴下することにより、液体15が滴下された領域にあるカーボンナノチューブ1が絡み合い、バンドル化される(図6(f))。これにより、バンドル化された複数のカーボンナノチューブ1の間隔がWとなる(図2(c))。なお、図では2つのカーボンナノチューブ1をバンドル化する場合について説明したが、液体15の滴下の位置と量を調整することにより、複数のカーボンナノチューブ1をバンドル化して所定の間隔W毎にバンドル化されたカーボンナノチューブを形成する。
Further, when the
以上の説明において、図では、加熱体2の熱媒体の流動方向においてのみ、間隔を制御する図を示しているが、流動方向に直交する方向においても同様に同じ間隔でカーボンナノチューブ1を形成する。
In the above description, the figure shows a diagram in which the interval is controlled only in the flow direction of the heating medium of the
特に、カーボンナノチューブ1をバンドル化する場合は、流動方向に隣接する2つのカーボンナノチューブ1と流動方向に直交する方向に隣接する2つのカーボンナノチューブ1とで正方形をなす4つのカーボンナノチューブ1の中心付近に液体15を滴下することにより、4つのカーボンナノチューブ1をバンドル化して、バンドル化されたカーボンナノチューブの間隔がWとなるように制御することもできる。
In particular, when the
また、カーボンナノチューブ1を所望の間隔Wに関係なく形成し、レーザー等によって不要なカーボンナノチューブ1を除去することで所望の間隔Wとしても良い。
さらに、以上の説明では、加熱体2の内表面に直接配向されたカーボンナノチューブ1を形成する方法について説明したが、上記方法で、基板上に一定間隔でカーボンナノチューブ1を形成し、カーボンナノチューブ1が形成された基板を加熱体2の内表面に貼り付けるか、カーボンナノチューブ1を加熱体2の内表面に転写しても良い。
Alternatively, the
Further, in the above description, the method of forming the
1 カーボンナノチューブ
2 加熱体
3 熱交換器
4 熱媒体
5 対流伝熱
6 熱輻射
7 添加物
8 コーティング膜
9 触媒
10 触媒
11 凝集体
12 凝集体
13 凝集体
14 局所ガス
15 液体
16 溝構造
17 三角錐の配列構造
DESCRIPTION OF
Claims (4)
管状の加熱体と、
前記加熱体の管内部に充填される熱媒体と、
あらかじめ定めた所定の長さで前記加熱体の管内面に前記熱媒体に向って突出する配向構造のカーボンナノチューブと、
前記カーボンナノチューブがあらかじめ定めた所定の間隔で配列される剣山状構造を有し、前記剣山状構造が前記熱源の温度に対応して放出される熱輻射を共振させることを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger for recovering heat from a heat source,
A tubular heating body;
A heating medium filled inside the tube of the heating body;
Carbon nanotubes having an orientation structure projecting toward the heat medium on the inner surface of the tube of the heating body with a predetermined length determined in advance,
The heat exchanger characterized in that the carbon nanotubes have a sword mountain structure arranged at predetermined intervals, and the sword mountain structure resonates the heat radiation emitted corresponding to the temperature of the heat source. .
管状の加熱体の内表面に粒状の触媒を所定の間隔で剣山状に配置する工程と、
前記触媒を所定の長さに成長させて前記加熱体の内壁から突出する方向に配向するカーボンナノチューブを形成する工程と
を有し、前記カーボンナノチューブが配列される剣山状構造が前記熱源の温度に対応して放出される熱輻射を共振させることを特徴とする熱交換器の製造方法。 A method of manufacturing a heat exchanger that recovers heat from a heat source,
A step of arranging a granular catalyst in a sword mountain shape at a predetermined interval on the inner surface of the tubular heating body;
Forming a carbon nanotube oriented in a direction protruding from the inner wall of the heating body by growing the catalyst to a predetermined length, and the sword mountain structure in which the carbon nanotubes are arranged is at the temperature of the heat source. A method of manufacturing a heat exchanger, characterized by resonating correspondingly emitted heat radiation.
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