(57)【要約】【課題】熱エネルギーの高い物体より熱エネルギーの低い物体に熱エネルギーを移動する媒体（熱媒体）の提供、または電気的エネルギーの高い物体と電気的エネルギーの低い物体とのを電気的に絶縁する方法の提供。特に、熱エネルギーが移動しやすく過加熱しない絶縁材を提供すること。【解決手段】流動化粉体を電気的高エネルギー状態の導電性固体表面と低エネルギー状態の絶縁性固体表面間の離隔間隙に流動させる、流動化粉体を高熱エネルギー状態の固体表面と低熱エネルギー状態の固体表面間の離隔間隙に流動させる。【選択図】図８
2004355876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体中に懸濁充填された紛粒体群が流体と共に流動する流動化粉体を用いた電気的絶縁方法であって、流動化粉体を、電気的高エネルギー状態の導電性固体の表面と、該導電性固体と離隔して配備された電気的低エネルギー状態の絶縁性固体の表面との間の離隔間隙に流動させることで、前記導電性固体と前記絶縁性固体とを電気的に絶縁する方法
【請求項２】
離隔間隙における流動化粉体の流れベクトル場のベクトルが、流れをアジテートする流れアジテータによって、離隔間隙の電気エネルギーポテンシャルのグラディエントに概直交するようにアジテートされている請求項１の電気的絶縁方法
【請求項３】
流体中に懸濁充填された紛粒体群が流体と共に流動する流動化粉体を用いた熱エネルギー移動方法であって、流動化粉体を、高熱エネルギー状態の固体の表面と、該高熱エネルギー状態固体と離隔して配備された低熱エネルギー状態の固体の表面との間の離隔間隙に流動させることで、前記高熱エネルギー状態固体から前記低熱エネルギー状態固体へ熱エネルギーを移動させる方法
【請求項４】
離隔間隙における流動化粉体の流れベクトル場のベクトルが、流れをアジテートする流れアジテータによって、離隔間隙の熱エネルギーポテンシャルのグラディエントに平行な成分を有するようにアジテートされている請求項３の熱エネルギー移動方法
【請求項５】
流体中に懸濁充填された紛粒体群が流体と共に流動する流動化粉体を用いた導電性固体を電気的に絶縁し、かつ、該導電性固体の持つ熱エネルギーを伝達する方法であって、流動化粉体を、電気的高エネルギー状態の前記導電性固体の表面と、該導電性固体と離隔して配備された絶縁性固体の表面との間の離隔間隙に流動させることで、前記導電性固体と前記絶縁性固体とを電気的に絶縁し、かつ、該導電性固体の持つ熱エネルギーを絶縁性固体へ伝達する方法
【請求項６】
離隔間隙における流動化粉体の流れベクトル場のベクトル場パターンが、導電性固体の電流ベクトルの方向に沿って変化するものであり、該変化するベクトル場パターンが、離隔間隙の熱エネルギーポテンシャルのグラディエントに平行な成分を有するパターンと、離隔間隙の電気エネルギーポテンシャルのグラディエントに概直交するパタ−ンとが導電性固体の電流ベクトルの方向沿って交互に現れるものである請求項５に記載された導電固体を電気的に絶縁し、かつ熱エネルギーを伝達する方法
【請求項７】
請求項１から請求項６に記載の紛粒体群を構成する紛粒体の平均粒径が１０ｍｍ以下である電気的絶縁方法あるいは熱エネルギー伝達方法
【請求項８】
請求項１から請求項６に記載の紛粒体群を構成する紛粒体の体積抵抗率が、１×１０の１０乗オームセンチメートル以上である電気的絶縁方法あるいは熱エネルギー伝達方法
【請求項９】
請求項１から請求項６に記載の紛粒体群を懸濁充填する流体の体積抵抗率が、１×１０の１０乗オームセンチメートル以上である電気的絶縁方法あるいは熱エネルギー伝達方法
【請求項１０】
流体中に懸濁充填された紛粒体群が流体と共に流動する流動化粉体を用いて電気的高エネルギー状態の導電性固体と該導電性固体と離隔して配備された電気的低エネルギー状態の絶縁性固体とを電気的に絶縁する装置であって、流動化粉体を、導電性固体の表面と絶縁性固体の表面との間の離隔間隙に流動させる流動エネルギーの付与手段、該流動エネルギーの付与手段で形成される流れベクトル場のベクトルが、離隔間隙の電気エネルギーポテンシャルのグラディエントに概直交するように流れをアジテートする流れアジテータ、とを有することを特徴とした導電性固体と絶縁性固体とを電気的に絶縁する装置
【請求項１１】
流体中に懸濁充填された紛粒体群が流体と共に流動する流動化粉体を用いて高熱エネルギー状態の固体から該高熱エネルギー状態固体と離隔して配備された低熱エネルギー状態の固体へ熱エネルギーを移動させる熱エネルギー移動装置であって、流動化粉体を、高熱エネルギー状態の固体の表面と低熱エネルギー状態の固体の表面との間の離隔間隙に流動させる流動エネルギーの付与手段、該付与手段で形成される離隔間隙における流動化粉体の流れベクトル場のベクトルが、離隔間隙の熱エネルギーポテンシャルのグラディエントに平行な成分を有するように流れをアジテートする流れアジテータ、とを有することを特徴とした高熱エネルギー状態固体から低熱エネルギー状態固体へ熱エネルギーを移動させる熱エネルギー移動装置
【請求項１２】
請求項１０から請求項１１に記載された懸濁充填された紛粒体群を構成する紛粒体の平均粒径が１０ｍｍ以下である電気的絶縁装置あるいは熱エネルギー伝達装置
【請求項１３】
請求項１０から請求項１１に記載された紛粒体群を構成する紛粒体の体積抵抗率が、１×１０の１０乗オームセンチメートル以上である電気的絶縁装置あるいは熱エネルギー伝達装置
【請求項１４】
請求項１０から請求項１１に記載された紛粒体群を懸濁充填する流体の体積抵抗率が、１×１０の１０乗オームセンチメートル以上である電気的絶縁装置あるいは熱エネルギー伝達装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
電流が流れる導体を絶縁する電気的絶縁方法および絶縁装置、高温部分から低温部分に熱エネルギーを伝達する方法および熱エネルギー伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず図１にて熱エネルギー移動（ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）に関して説明する。図１（ａ）は熱エネルギー移動（ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）の３つの形態、ｒａｄ＝輻射（ｒａｄａｔｉｏｎ）による熱エネルギー移動（ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）、ｃｏｎｄ＝伝導（ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ）による熱エネルギー移動（ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）、ｃｏｎｖ＝対流（ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ）による熱エネルギー移動（ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）を示す模式図である。図中の１は熱エネルギーの高い物体、２は熱エネルギーの低い物体であり、１から２へ熱エネルギー移動する。図１（ｂ）は熱エネルギーポテンシャルの高い物体１と低い物体２の間のｅｑｐ＝等エネルギーポテンシャル線（ｅｑｕｉ−ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｌｉｎｅｓ）と、それに直交するｇｒａｄ＝等エネルギーポテンシャル線のグラディエント（ｇｒａｄｉｅｎｔ＝最大勾配方向ベクトル）を示す模式図である。
【０００３】
ここで、ｒａｄ＝輻射（ｒａｄａｔｉｏｎ）はすべての物質形態で起こる現象であるが、ｃｏｎｄ＝伝導（ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ）は固体、ｃｏｎｖ＝対流（ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ）は流体（気体と液体）にて起こる現象である。熱エネルギー移動（ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）は、ｒａｄ、ｃｏｎｄ、ｃｏｎｖのいずれか、あるいはそれらの組み合わせで起こる現象であるのでこれを効率よく行うには、それぞれの効率、あるいは組み合わせ効率を向上させるべきである。
【０００４】
図２は、流動化粉体による熱エネルギー移動（ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）の説明図である。ｐは流体中に懸濁充填された紛粒体（ｐｅｒｔｉｃｌｅ）であり、これを本明細書では流動化粉体と呼ぶことにする。流動化粉体とは、流体（気体あるいは液体）中に懸濁充填された紛粒体群が流体と共に流動するものである。懸濁充填（ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  ｍｉｘｔｕｒｅ）とは、紛粒体群が滞留沈殿することなしに流体中に空間的に分散された状態であることを意味する。流動化粉体による熱エネルギー移動は、ｒａｄ、ｃｏｎｄ、ｃｏｎｖのすべてが起こる可能性がある。すなわち、固体である紛粒体群が１の輻射（ｒａｄａｔｉｏｎ）エネルギーを授け、そのエネルギーを２に輻射で渡す熱移動、固体である紛粒体群が１に接触、移動後に２に接触して熱伝導する熱移動、および紛粒体群を懸濁充填する流体の対流熱移動である。
【０００５】
このように流動化粉体による熱エネルギー移動は、ｒａｄ、ｃｏｎｄ、ｃｏｎｖのすべてが起こる可能性があるので、エネルギー移動効率が良好であると考えられる。一方、流動化粉体の工業的利用の主流は造粒、表面被覆、燃焼などであり、それぞれ流動床造粒装置、流動床表面被覆装置、流動床燃焼装置と呼ばれる装置が実用化されている。これら装置での熱移動は、造粒、表面被覆、燃焼プロセスに副次的に発生する現象という認識であって、熱移動だけ注目することはなく、流動化粉体を熱媒体として利用するという提案はなかった。熱エネルギー移動の特性も、たとえば、円柱型流動床燃焼装置での副次現象として研究されていた（非特許文献１）。
【０００６】
また、たとえば、地中への熱エネルギー移動の効率を流動化粉体で向上することが提案されている（特許文献１）。しかしこれも、紛粒体材料を型枠に流動させ、その後に固化した状態での利用であった。一般的に従来は、紛粒体群が流体と共に流動するダイナミックな状態で、ｒａｄ、ｃｏｎｄ、ｃｏｎｖのすべてが起こる可能性を十分に利用した応用は提案されていなかった。
【０００７】
次に、流動化粉体を用いた電気的絶縁方法について述べる。電流が流れる導体を絶縁する電気的絶縁については、その電流の大きさによってさまざまな方法と、それを実現する絶縁材料、絶縁装置がある。図３（ａ）が従来の絶縁に関する技術を模式的に一般化した図である。図３（ａ）の１が電気的エネルギーの高い物体で、たとえば、電流が流れる導体である。２が電気的エネルギーの低い物体であって、たとえば、電気装置の筐体外壁などヒトが接触する部分等であって１と電気的に絶縁したい。２は、安全のため大地に接続（アース）されるのが望ましい。
【０００８】
図３（ａ）中に示すように、絶縁材として気体、液体、固体がそれぞれ個別に、もしくは組み合わせて使用されている。これら絶縁材の中には地球温暖化防止や生体への悪影響のために使用が制限されるべきものがある。具体的には、ＣＯ２ガス、ＳＦ６ガス、ＰＣＢ液などである。また一部のプラスチックなど固体絶縁材やオイルも環境に望ましくないものがあり将来的には使用が制限される可能性がある。
【０００９】
図３（ｂ）は電気的ポテンシャル（電位）とその勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）ベクトルの説明図である。１の電気的ポテンシャル（電位）は高く、２は低い。ｅｑｐが、等エネルギーポテンシャル線（ｅｑｕｉ−ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｌｉｎｅｓ）で、ｇｒａｄが、等エネルギーポテンシャル線のグラディエント（ｒａｄｉｅｎｔ＝最大勾配方向ベクトル）である。ここで、絶縁耐力の限界を超えてしまうことで起こる絶縁破壊は、該ｇｒａｄベクトルと概平行に発生しやすい。
【００１０】
絶縁材は絶縁破壊に至る最大電気的ポテンシャル（電位）の差、すなわち絶縁破壊耐電圧で評価されるが、それ以外にも熱エネルギーが移動しやすいことが望まれる。というのは、電流による抵抗損、渦電流損などによる発熱（ジュール発熱、渦電流発熱）の熱エネルギーが移動されず蓄積されると、１が高温となり、前記耐電圧の低化、材料の劣化、溶損、焼損が起こるためである。したがって、電気的絶縁材は絶縁性能（絶縁破壊耐電圧）のみならず、熱伝導率、放射率、流動性も良好であるほうがよい。それらは、それぞれｃｏｎｄ、ｒａｄ、ｃｏｎｖによる熱エネルギー移動に関係するからである。
【００１１】
前述の従来絶縁材の使用制限に対応すべく、これらを置換する新材料が望まれていた。この新材料は絶縁性能（絶縁破壊耐電圧）のみならず、熱伝導率、放射率、流動性などによる熱エネルギーの移動性能を要する。つまり絶縁破壊耐電圧が高く、かつ熱エネルギー移動効率の良い新絶縁材の出現が望まれていた。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−５４８５０「地中熱交換方式」
【００１３】
【非特許文献１】
ＧＵＩ  ＲＹＯＮＧ  ＡＨＮ  ＡＮＤ  ＧＵＩ−ＹＯＵＮＧ  ＨＡＮ（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  Ｓｕｎｇｋｙｗｋｗａｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，  Ｓｕｗｏｎ，  Ｋｏｒｅａ），Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ｏｆ  Ｊａｐａｎ，  ｖｏｌ  ３０  ｎｏ  ３  ｐｐ  ４２１−４２６  （１９９７）”ＢＥＤ−ＴＯ−ＩＭＭＥＲＳＥＤ  ＴＵＢＥ  ＨＥＡＴ  ＴＲＡＮＳＦＥＲ  ＩＮ  Ａ  ＣＩＲＣＵＬＡＴＩＮＧ  ＦＬＵＩＤＩＺＥＤ  ＢＥＤ”，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ｏｆ  Ｊａｐａｎ，  ｖｏｌ  ３０  ｎｏ  ３  ｐｐ  ４２１−４２６  （１９９７）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
熱エネルギーの高い物体より熱エネルギーの低い物体に熱エネルギーを移動する媒体（熱媒体）を提供する、または電気的エネルギーの高い物体と電気的エネルギーの低い物体とのを電気的に絶縁する方法を提供すること。特に、熱エネルギーが移動しやすく過加熱しない電気的絶縁材を提供すること。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
図４が流動化粉体による本案の絶縁の説明図である。図中の３は、１の表面と、これに離隔して配備された２の表面との間の離隔間隙である。図中の４は、離隔間隙３における流動化粉体の流れベクトル場のベクトルである。本案の絶縁法（請求項１）は、流体中に懸濁充填された紛粒体（ｐ）群が流体と共に流動する流動化粉体を用いた電気的絶縁方法であって、流動化粉体を、電気的高エネルギー状態の導電性固体（１）の表面と、該導電性固体と離隔して配備された電気的低エネルギー状態の絶縁性固体（２）の表面との間の離隔間隙（３）に流動させることで、前記導電性固体と前記絶縁性固体とを電気的に絶縁する方法である。
【００１６】
図５が絶縁破壊防止の説明であって、絶縁破壊はポテンシャルのグラディエントｇｒａｄに概平行して発生しやすく、これを妨ぐにはグラディエントに概直交する流れが望ましい。すなわち、離隔間隙３における流動化粉体の流れベクトル場のベクトルは（請求項２）、離隔間隙３における流動化粉体の流れベクトル場のベクトルが、流れをアジテートする流れアジテータによって、離隔間隙３の電気エネルギーポテンシャルのグラディエントｇｒａｄに概直交するようにアジテートされていることである。その理由は、絶縁破壊がグラディエントｇｒａｄと概平行に発生しやすいので、それに直交して流動する物体によって絶縁破壊が妨げる、と考えられるからである。
【００１７】
図５中の５が、グラディエントｇｒａｄに概直交するようにアジテートされた流動化粉体の流れベクトル場のひとつのベクトルの例を示すものである。ここで流れをアジテートする流れアジテータは、具体的には、流れガイド、ベーン、フィン、望む流動方向に向けた噴流ノズルなどである。その設置位置は、流れの最も上流にあるポンプやブロアなどの流動源から離隔間隙３の直前の流路までのどの位置にあってもよい。また離隔間隙３に設置してもよい。
【００１８】
一方、図６が流動化粉体による本案の熱エネルギー移動の説明図である。図中の３は、１の表面と、これに離隔して配備された２の表面との間の離隔間隙である。図中の４は、離隔間隙３における流動化粉体の流れベクトル場のベクトルである。本案の熱エネルギー移動法（請求項３）は、流体中に懸濁充填された紛粒体群が流体と共に流動する流動化粉体（ｐ）を用いた熱エネルギー移動方法であって、流動化粉体を、高熱エネルギー状態の固体（１）の表面と、該高熱エネルギー状態固体と離隔して配備された低熱エネルギー状態の固体（２）の表面との間の離隔間隙（３）に流動させることで、前記高熱エネルギー状態固体から前記低熱エネルギー状態固体へ熱エネルギーを移動させる方法である。
【００１９】
図７が熱エネルギー移動（ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）では、ポテンシャルのグラディエントに平行な流れが望ましいことの説明図である。すなわち、離隔間隙３における流動化粉体の流れベクトル場のベクトルは、流れをアジテートする流れアジテータによって、離隔間隙３の熱エネルギーポテンシャルのグラディエントに平行な成分を有するようにアジテートされているのが好適（請求項４）である。しかし、熱エネルギーポテンシャルと電気エネルギーポテンシャルが概一致するので、これは請求項２（図５）と背反するものである。
【００２０】
絶縁破壊を妨げる（図５）場合は、グラディエントに直交であったが、ここでは高熱エネルギー状態の固体（１）から低熱エネルギー状態の固体（２）への熱エネルギー移動媒体として紛粒体群が機能するので、グラディエントに平行になる。よって流れをアジテートする流れアジテータについても、流れをアジテート方向が前項（請求項２）と直交する方向になる。流れガイド、ベーン、フィン、望む流動方向に向けた噴流ノズルなどの前項（請求項２）と同様の構成でよい。
【００２１】
絶縁材は絶縁破壊耐電圧が高いのみならず熱エネルギーが移動しやすい性質をあわせもつものがよい。本案は流動化紛体によって（請求項５）、流体中に懸濁充填された紛粒体群が流体と共に流動する流動化粉体を用いた導電性固体を電気的に絶縁し、かつ、該導電性固体の持つ熱エネルギーを伝達する方法であって、流動化粉体を、電気的高エネルギー状態の前記導電性固体の表面と、該導電性固体と離隔して配備された絶縁性固体の表面との間の離隔間隙に流動させることで、前記導電性固体と前記絶縁性固体とを電気的に絶縁し、かつ、該導電性固体の持つ熱エネルギーを絶縁性固体へ伝達することを提案する。
【００２２】
前に説明した離隔間隙における流動化粉体の流れベクトル場の背反がここで問題になる。絶縁材では離隔間隙の電気エネルギーポテンシャルのグラディエントに概直交するのが好適で、熱エネルギー移動では熱エネルギーポテンシャルのグラディエントに平行な成分を有するのが好適である。熱エネルギーポテンシャルと電気エネルギーポテンシャルが概一致するので、これは両立不可能な背反条件である。しかし、これは電流方向に沿って流れ場を変えることで解決できる。
【００２３】
すなわち（請求項６）、離隔間隙における流動化粉体の流れベクトル場のベクトル場パターンが、導電性固体の電流ベクトルの方向に沿って変化するものであり、該変化するベクトル場パターンが、離隔間隙の熱エネルギーポテンシャルのグラディエントに平行な成分を有するパターンと、離隔間隙の電気エネルギーポテンシャルのグラディエントに概直交するパタ−ンとが導電性固体の電流ベクトルの方向沿って交互に現れるものであればよい。
【００２４】
図１０が、離隔間隙におけるベクトル場パターンがポテンシャルグラディエントに平行な成分を有するパターンと直交するパタ−ンとが交互に現れる例である。電気的高エネルギー状態の円柱状の導電性固体（１）と、それを内包するように離隔配備された円筒（パイプ）状絶縁性固体（２）との間に同心円状の離隔間隙が形成されている。図１０（ａ）図１０（ｂ）図１０（ｃ）の矢印は同心円状離隔間隙における流動化粉体の流れベクトル場のベクトル場を示している。
【００２５】
図１０（ａ）断面は、内部螺旋流れ（ｉｎｎｅｒ  ｓｐｉｒａｌ  ｆｌｏｗ）から外部螺旋流れ（ｏｕｔｅｒ  ｉｓｐｉｒａｌ  ｆｌｏｗ）への流れの湧き出しでポテンシャルグラディエントに概平行な流れパターン、図１０（ｂ）断面では、ポテンシャルグラディエントに概直交する流れパタ−ン（二重螺旋流：ｄｏｕｂｌｅ  ｓｐｉｒａｌ  ｆｌｏｗ）、図１０（ｃ）断面では、外部螺旋流れから内部螺旋流れへと流れの吸い込みでポテンシャルグラディエントに概平行な流れパターンが形成されている。
【００２６】
図１０（ｂ）断面での二重螺旋流（ｄｏｕｂｌｅ  ｓｐｉｒａｌ  ｆｌｏｗ）の流れパターンについては、ボルテックス・チュープ（ｖｏｒｔｅｘ  ｔｕｂｅ）と呼ばれる工業装置で公知である。ボルテックス・チュープ内流体流速をレイノルズ数３０００以上の乱流域とすれば、外周域と内部での熱分離が起こることが知られていて、たとえば中心部分からは冷風、外周部分からは熱風が流出する。
【００２７】
図１１は流れのアジテータの例を示すものである。図１１（ａ）は、流れのアジテータで、流れをガイドして発散させるアジテータ（９ｄｉｆｆｕ；ｄｉｆｆｕｓｅｒ）と、流れをガイドして収束させるアジテータ（９ｒｅｄｕ；ｒｅｄｕｃｅｒ）の説明図である。図１１（ｂ）は、流れアジテータとしての表面形状を有する外壁（絶縁ケーシング）の例である。図１１（ｃ）は、流れアジテータとしての表面形状を有する絶縁材で被覆された導電材第一例（コルゲートパイプ状）であり、図１１（ｄ）は、流れアジテータとしての表面形状を有する絶縁材で被覆された導電材第二例（螺旋パイプ状）である。
【００２８】
本案絶縁装置（請求項１０）は、流体中に懸濁充填された紛粒体群が流体と共に流動する流動化粉体を用いて電気的高エネルギー状態の導電性固体と該導電性固体と離隔して配備された電気的低エネルギー状態の絶縁性固体とを電気的に絶縁する装置であって、流動化粉体を、導電性固体の表面と絶縁性固体の表面との間の離隔間隙に流動させる流動エネルギーの付与手段、該流動エネルギーの付与手段で形成される流れベクトル場のベクトルが、離隔間隙の電気エネルギーポテンシャルのグラディエントに概直交するように流れをアジテートする流れアジテータ、とを有することを特徴とした導電性固体と絶縁性固体とを電気的に絶縁する装置である。
【００２９】
本案熱エネルギー移動装置（請求項１０）は、流体中に懸濁充填された紛粒体群が流体と共に流動する流動化粉体を用いて高熱エネルギー状態の固体から該高熱エネルギー状態固体と離隔して配備された低熱エネルギー状態の固体へ熱エネルギーを移動させる熱エネルギー移動装置であって、流動化粉体を、高熱エネルギー状態の固体の表面と低熱エネルギー状態の固体の表面との間の離隔間隙に流動させる流動エネルギーの付与手段、該付与手段で形成される離隔間隙における流動化粉体の流れベクトル場のベクトルが、離隔間隙の熱エネルギーポテンシャルのグラディエントに平行な成分を有するように流れをアジテートする流れアジテータ、とを有することを特徴とした高熱エネルギー状態固体から低熱エネルギー状態固体へ熱エネルギーを移動させる熱エネルギー移動装置である。
【００３０】
本案の方法および装置について（請求項８請求項１２）、懸濁充填された紛粒体群を構成する紛粒体の平均粒径が１０ｍｍ以下が好適である。
【００３１】
また本案の方法および装置について（請求項９請求項１３）、紛粒体群を構成する紛粒体の体積抵抗率が、１×１０の１０乗オームセンチメートル以上であるのが好適である。
【００３２】
さらにまた本案の方法および装置について（請求項１０請求項１４）、紛粒体群を懸濁充填する流体の体積抵抗率が、１×１０の１０乗オームセンチメートル以上であるのが好適である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図８が本案を発電所や変電所で用いられる大電流母線（Ｂｕｓ）に実施した例である。すなわち、大電流母線（Ｂｕｓ）要素部材を高熱伝導率の絶縁材で覆い、その表面にて流動化粉体による熱エネルギー移動する。図８で、１ｃｏｎｄが大電流母線（Ｂｕｓ）であって、一般的には熱エネルギーの高い固体電気導体である。同図で、１ｉｎｓｕが１ｃｏｎｄを絶縁する固体絶縁体である。３ｉｎｓｕが、１ｉｎｓｕの表面と、これに離隔して配備された２ｃｏｎｄの表面との間の離隔間隙である。
【００３４】
１ｃｏｎｄが電流による抵抗損等のため発熱し高温となる。１ｃｏｎｄを内包する１ｉｎｓｕはその特性として１ｃｏｎｄとの界面熱伝達および熱伝導が良好なので、１ｉｎｓｕの表面も高温となる。一方、１ｉｎｓｕに離隔して２ｃｏｎｄが配備されている。２ｃｏｎｄは、熱エネルギーポテンシャル状態の低い固体であって、好適なのはヒートシンク（ｈｅａｔ  ｓｉｎｋ）と呼ばれる抜熱媒体であるとよい。また２ｃｏｎｄは、大地に接続（アース）されるのが好適である。ヒートシンクは図示されているように多数のフィンをもつ形態で、外気との接触面積が大きく、固体・気体での熱エネルギー移動（ｒａｄ、ｃｏｎｖ）が行われる。
【００３５】
流動化粉体ｐの流れは請求項２請求項４記載のような理想的なものでなくともよい。図８の実施例では、３ｉｎｓｕは矩形を組み合わせた「ロ」型の間隙である。ここに流動化粉体を流動させれば流れは非定常・不統一であって、空間的な一部分、あるいは時間的に一時期に請求項２請求項４記載の流れパターンがあらわれるので問題はない。
【００３６】
図９は、絶縁材被覆なしの大電流母線（Ｂｕｓ）要素部材の表面にて流動化粉体による熱エネルギー移動する例であって、１ｃｏｎｄが、大電流母線（Ｂｕｓ）で熱エネルギーの高い固体電気導体であり、２ｃｏｎｄが、熱エネルギーの低い固体、あるいは抜熱媒体：ヒートシンク（ｈｅａｔ  ｓｉｎｋ）で、３ｃｏｎｄが、１ｃｏｎｄの表面と、これに離隔して配備された２ｃｏｎｄの表面との間の離隔間隙である。３ｃｏｎｄで形成される本案流動体の絶縁性が良好であれば図８の１ｉｎｓｕ（固体絶縁体）は必要としない。
【００３７】
【発明の効果】
電流が流れる導体を絶縁する電気的絶縁方法および絶縁装置、高温部分から低温部分に熱エネルギーを伝達する方法および熱エネルギー伝達装置を改善した。すなわち、流動化紛体が熱エネルギーの高い物体より熱エネルギーの低い物体に熱エネルギーを移動する媒体（熱媒体）、または、電気的エネルギーの高い物体と電気的エネルギーの低い物体とのを電気的に絶縁するものへ活用することを提案し、特に、熱エネルギーが移動しやすく過加熱しない電気的絶縁材を提供した。これによって、従来よりも効率のよい熱エネルギー移動、絶縁材部分の体積の縮小による電機装置の小型化などの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）熱エネルギー移動（ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）に関する説明図、（ｂ）熱エネルギーポテンシャルと勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）ベクトルの説明図
【図２】流動化粉体による熱エネルギー移動（ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）の説明図
【図３】（ａ）従来の絶縁に関する説明図、（ｂ）電気的ポテンシャル（電位）と勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）ベクトルの説明図、絶縁破壊は勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）ベクトルと概平行に発生しやすい
【図４】流動化粉体による本案の絶縁の説明図
【図５】絶縁破壊はポテンシャルのグラディエントに概平行して発生しやすく、これを妨ぐにはグラディエントに概直交する流れが望ましい
【図６】流動化粉体による本案の熱エネルギー移動（ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）の説明図
【図７】熱エネルギー移動（ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）はポテンシャルのグラディエントに平行な流れが望ましい
【図８】大電流母線（Ｂｕｓ）要素部材を高熱伝導率の絶縁材で覆い、その表面にて流動化粉体による熱エネルギー移動する例
【図９】大電流母線（Ｂｕｓ）要素部材の表面にて流動化粉体による熱エネルギー移動する例
【図１０】空隙のベクトル場パターンがポテンシャルグラディエントに平行な成分を有するパターンと直交するパタ−ンとが交互に現れる例、（ａ）内部螺旋流れ（ｉｎｎｅｒ  ｓｐｉｒａｌ  ｆｌｏｗ）から外部螺旋流れ（ｏｕｔｅｒ  ｉｓｐｉｒａｌ  ｆｌｏｗ）への流れの湧き出しでポテンシャルグラディエントに平行な流れパターン、（ｂ）ポテンシャルグラディエントに直交する流れパタ−ン（二重螺旋流：ｄｏｕｂｌｅ  ｓｐｉｒａｌ  ｆｌｏｗ）、（ｃ）外部螺旋流れから内部螺旋流れへと流れの吸い込みでポテンシャルグラディエントに平行な流れパターン
【図１１】（ａ）流れのアジテータで、流れをガイドして発散させるアジテータ（９ｄｉｆｆｕ；ｄｉｆｆｕｓｅｒ）と、流れをガイドして収束させるアジテータ（９ｒｅｄｕ；ｒｅｄｕｃｅｒ）の説明図、（ｂ）流れアジテータとしての表面形状を有する外壁（絶縁ケーシング）の例、（ｃ）流れアジテータとしての表面形状を有する絶縁材で被覆された導電材第一例（コルゲートパイプ状）、（ｄ）流れアジテータとしての表面形状を有する絶縁材で被覆された導電材第二例（螺旋パイプ状）
【符号の説明】
１  熱エネルギーあるいは電気的エネルギーの高い物体
１ｃｏｎｄ  １で、熱エネルギーの高い固体電気導体
１ｉｎｓｕ  １で、熱エネルギーの高い固体絶縁体
２  熱エネルギーあるいは電気的エネルギーの低い物体
２ａｇｉｔ  ２で、流れをガイドする流れアジテータとしての表面形状を有する固体
２ｃｏｎｄ  ２で、熱エネルギーの低い固体、あるいは抜熱媒体：ヒートシンク（ｈｅａｔ  ｓｉｎｋ）
３  １の表面と、これに離隔して配備された２の表面との間の離隔間隙
３ｃｏｎｄ  ３で、１ｃｏｎｄの表面と、これに離隔して配備された２ｃｏｎｄの表面との間の離隔間隙
３ｉｎｓｕ  ３で、１ｉｎｓｕの表面と、これに離隔して配備された２ｃｏｎｄの表面との間の離隔間隙
４  離隔間隙における流動化粉体の流れベクトル場のベクトル
５  電気エネルギーポテンシャルのグラディエントに概直交するようにアジテートされた４のベクトル
６  熱エネルギーポテンシャルのグラディエントに平行な成分を有するようにアジテートされた４のベクトル
７  固体固定接触子
８  可動接触子
９  流れのアジテータ
９ｄｉｆｆｕ  ９で、流れをガイドして発散させるアジテータ（ｄｉｆｆｕｓｅｒ）
９ｒｅｄｕ  ９で、流れをガイドして収束させるアジテータ（ｒｅｄｕｃｅｒ）
ｃｏｎｄ  伝導（ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ）による熱エネルギー移動（ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）
ｃｏｎｖ  対流（ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ）による熱エネルギー移動（ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）
ＣＵＲＲＥＮＴ  電流ベクトル
ｅｑｐ  等エネルギーポテンシャル線（ｅｑｕｉ−ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｌｉｎｅｓ）
ｇｒａｄ  等エネルギーポテンシャル線のグラディエント（ｇｒａｄｉｅｎｔ＝最大勾配方向ベクトル）
Ｈ  反応容器のヒータ
ｐ  流体中に懸濁充填された紛粒体（ｐｅｒｔｉｃｌｅ）
ｒａｄ  輻射（ｒａｄａｔｉｏｎ）による熱エネルギー移動（ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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