WELCONの技術
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熱流体設計

概要

流動特性の数値解析を実施し、構造の数値解析により構造の適性を判断いたします。
拡散接合を用いて実現することができるか、豊富な実績により判断いたします。
成形が難しい製品は数値解析と形状の検討を繰り返します。

 

マイクロチャンネル熱交換器

概要

マイクロチャンネル熱交換器とは

1本の流路が1μm~1mmの断面をもつマイクロチャンネルを利用した熱交換器です。
伝熱面密度(熱交換の体積に対する伝熱面積) を大幅に向上させることが可能です。
マイクロ熱交換器は熱交換の効率が良いので、既存の熱交換器を小型化することが出来ます。
また、従来の熱交換器は効率を上げるために、流体を乱流にしますが、マイクロチャンネルの場合は層流で効率が高いために圧力損失を抑えることができ、システムを小型化できます。そのため、環境負荷の高い冷媒の使用量を減らすことができ、コスト削減にも貢献します。
熱交換器を小型にすることにより、施設の小型化、支持構造が不要になるなど、費用面においても大きく貢献します。

熱交換器とは

ある流体の熱を他の流体に移動させる部品のことを呼びます。
一般的な熱交換器は、お互いが固体の伝熱壁によってさえぎられており、 その伝熱壁を通じて熱交換を行います。熱交換器の効率を良くする手法として、伝熱面積の増加があります。
フィンの形状を工夫したり、穴を増やしたりして、伝熱面積を増加させ効率を向上させます。

技術用語

  • 圧力損失とは
    流体が管内や壁面に沿って流れるとき、壁面の摩擦抵抗により減少する圧力のことです。
  • 総括熱伝達係数とは
    熱交換器内の2つの流体の間での熱エネルギーの伝えやすさを表す値です。

マイクロチャンネルの効果

 

ヒートシンク

概要

ヒートシンクとは

発熱する機械部品、電子部品等の表面から熱伝導、熱伝達を利用して放熱する部品のことです。
単位面積当たりの発熱量によって放熱の方法が変わります。
発熱量が多い場合は流体を使用して熱を奪う方法があり、一般的に接触表面積が大きいほど
放熱量が多くなります。

マイクロチャンネルヒートシンクとは

1本の流路が1μm~1mmの断面をもつマイクロチャンネルを利用したヒートシンクです。
伝熱面密度(熱交換の体積に対する接触表面積) を大幅に向上させることが可能です。
マイクロチャンネルヒートシンクは熱抵抗を低くすることが可能なため、既存のヒートシンクを小型化することが出来ます。

技術用語

熱伝達とは

伝導・放射・対流のいずれか、または組合せで熱を伝えることです。

  • 熱伝導とは
    変形、移動等が無い物体内で高温部から低温部に熱が伝わることです。
    これは物質に固有の物性値です。
  • 熱膨張率とは
    物質が温度上昇により寸法変化や体積変化を起こす割合のことです。
    物質により固有の物性値です。
  • 熱抵抗とは
    温度の伝えにくさを表す数値です。単位はK/Wです。

技術用語

一流路 (1path)

一流路 (1path)

一般的な流路構造
機械加工とろう付けの組み合わせで製作されることが多い流路径を細くすると圧力損失が増大し、太くすると性能が落ちる出口に近づくにつれて流体の温度が上昇するため、温度分布が生じやすい

並列流路(マイクロチャンネル)

並列流路(マイクロチャンネル)

微細な流路を並列に配置した流路構造
一本の流路径は小さいが、並列に多数本配置されているため
圧力損失は低減することが出来る
“一流路”と比較して、温度分布は抑えられる。

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