(57)【要約】  本発明は、部材の高温領域を遮蔽するための熱シールドに関するものである。このような熱シールドは、特に、触媒、排気マニホルド、ターボチャージャー等、または、バッテリーのコンディショニング内などの、燃焼エンジンの高温領域を遮蔽するために使用されるものである。従来、これらの熱シールドは、少なくとも一つの金属シート層からなる。熱シールドを安定に保つ金属シート層に加えて、多孔質材料などの断熱材からなる典型的な断熱層がさらに設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温部品の高温領域を遮蔽し、少なくとも１つの金属層（２）と前記金属層（２）に隣接して配置され多孔質断熱材からなる断熱層（３）とを備え、
前記断熱層（３）の前記金属層（２）から離れた表面上に溝として延びる少なくとも一つの流路（１０）が前記多孔質断熱材内に形成されることを特徴とする熱シールド（１）。
【請求項２】
前記断熱層（３）が、平面的に延びた前記金属層の、５０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上、に及ぶことを特徴とする請求項１に記載の熱シールド（１）。
【請求項３】
複数の部分シェル（１ａ，１ｂ）からなり、装着された状態では環状に閉じた様式で部品（９）を取り囲むことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の熱シールド（１）。
【請求項４】
前記金属層が、鋼鉄シート、特にステンレス鋼シート、アルミ処理された鋼鉄シート、特に熱間アルミ処理された鋼鉄シート及び／またはアルミ被覆された鋼鉄などから、なり、または、構成され、特に形態が、滑らかな金属のシートまたは少なくとも一部の領域にくぼみがある鉄鋼のシートである請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の熱シールド（１）。
【請求項５】
前記断熱材がフリース、特にセラミック系結合剤で補強されたフリース、または型で成形されたフリースであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の熱シールド（１）。
【請求項６】
前記断熱材が、ガラス繊維のフリース、好ましくはＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３及びＣａＯでできたガラス繊維のフリース、または膨張マイカ、またはバーソルトロックウール、またはセラミック集合物、または膨張粘土、または高温用断熱材、特にポリイミドやメラミンなどの高温用断熱材、または複合材、特に複数の層が異なる材料である複合材であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の熱シールド（１）。
【請求項７】
前記断熱層の少なくともある領域が、例えば、セラミック系で高温用の接着剤やその他の結合剤で補強され、セラミック系で高温用のラッカーやその他の結合剤でコーティングされ、高温化での圧縮により浸透され及び／または処理されるなど、表面を補強するための表面処理がなされていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の熱シールド（１）。
【請求項８】
前記断熱層の表面には、一または複数の流路、特に２つの流路が、互いに距離を隔てて延びるように形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の熱シールド（１）。
【請求項９】
熱負荷がより高い領域では熱負荷がより低い領域と比べて、ある流路におけるそれぞれのセクション間の距離及び／または互いに関連する複数の流路間の距離が小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の熱シールド（１）。
【請求項１０】
筐体としての前記金属層は、薄板状で前記高温部品に応じた独自の中空形状をしていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の熱シールド（１）。
【請求項１１】
一または複数の前記流路、特に２つの流路が、互いに間隔をおいて、少なくとも1回または複数回にわたって前記断熱層の中空空間を取り囲むように、前記断熱層の表面内に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の熱シールド（１）。
【請求項１２】
筐体としての前記金属層が、少なくとも、前記筐体が接合される前記流路の連結箇所で流れが勢いよく引き渡されるように接合されることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の熱シールド（１）。
【請求項１３】
前記断熱層には、前記高温部品を取り囲む互いに独立した２つの流路が形成されたことを特徴とする請求項１１または請求項１２のいずれかに記載の熱シールド（１）。
【請求項１４】
前記高温部品をらせん状に取り囲む少なくとも１つの流路において、らせんの主方向における旋回間の距離が変化することを特徴とする請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の熱シールド（１）。
【請求項１５】
溝として形成された長手方向に延びる前記流路の少なくとも１つは、断面が長方形、二次曲線、三角形、または好ましくは半円形であることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の熱シールド（１）。
【請求項１６】
溝からなる流路が、少なくとも長手方向に沿った断面が先細りであり、好ましくは長手方向に沿った断面が円錐状の先細りであり、及び／または前記溝に沿った断面において一部は先細りで一部は先太りであることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の熱シールド（１）。
【請求項１７】
少なくとも１つの前記流路において、能動的または受動的に閉鎖を行い及び／または通気を行う少なくとも一の手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれか１項に記載の熱シールド（１）。
【請求項１８】
遮蔽対象である前記高温部品が、特に内燃機関の部品、特に排気管、特に排気マニホルドまたは排気処理のためのユニット、スーパーチャージングユニット及び／または熱交換器、トランスミッションオイルの熱交換器、乗客室用ヒーター内の熱交換器及び／またはバッテリーのコンディショナー内の熱交換器、であることを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれか１項に記載の部品のシールド用の熱シールド（１）。
【請求項１９】
前記断熱層の前記金属層から離れた表面が前記高温部品（９）の表面上に載っており、この前記高温部品の表面が前記断熱層に形成された前記流路の溝と共に流体が通る前記流路を形成するか、または流路を区切るように、前記熱シールドが前記高温部品（９）に配置されることを特徴とする、請求項１乃至請求項１８のいずれか１項に記載の熱シールド（１）と遮蔽される一の部品との組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品の高温領域を遮蔽するための熱シールドに関するものである。このような熱シールドは、燃焼エンジン、特に、触媒、排気マニホルド、ターボチャージャー等、または、バッテリーのコンディショニング内の高温領域を遮蔽するために使用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、これらの熱シールドは、少なくとも一つの金属シート層からなる。熱シールドを安定に保つ金属シート層に加えて、多孔質材料などの断熱材からなる典型的な断熱層がさらに設けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
断熱層が２つの金属シートの間に埋め込まれていない限り、断熱層の全表面が遮蔽される部品に適用されるように断熱層が遮蔽される部品に配置される。
【０００４】
燃焼エンジン等の操作は負荷変動に影響を受け、操作期間を通して熱発生量が変化する。例えば、排出物と燃費を最小に保ちつつ、常温始動後に燃焼エンジンを直ちに高温に昇温する必要がある。この目的のために、高温の、または加熱されている部材から広範囲にわたり熱放射及び熱伝達するのを避けるために断熱材が設けられている。一方、燃焼エンジンが全負荷の操作条件に達したときには、熱せられた部材や要素が過加熱（オーバーヒート）するのを防ぐために熱放射または熱伝達をできる限り高める必要がある。このことは、これらの部材が高温耐性でない場合には特に重要である。
【０００５】
本発明時の技術水準によれば、遮蔽されている部材の過加熱の防止や熱シールド自体の耐久性を優先して熱シールドの配置を行う必要があり、そのように設計にすると常温始動時において排出量を減らすことは全く、またはほとんど考慮することができない。しかしながら、新型車、特にハイブリッド車において、部分負荷での操作条件及び操作段階における頻繁な初期始動が支配的である。このため、熱シールドの設計では、それらの操作条件についてもより考慮することが重要である。
【０００６】
これが本発明の出発点であり、全ての操作条件において優れた断熱を達成することができるが、同時に高温負荷時には熱の除去を十分行うことを許容することができる熱シールドを提供することを目的とする。また、本発明は、本発明にかかる熱シールドと熱シールドが配置される熱放射部品との組み立て方法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本目的は、請求項１にかかる熱シールド及び請求項１９にかかる熱シールドと熱シールドが配置された熱放射部品との組み立て方法によって解決される。本発明にかかる熱シールドの好適な実施形態は従属項によってもたらされる。
【０００８】
本発明は、部品の高温領域を遮蔽する少なくとも１つの金属層を備えた熱シールドを供給することによって上述した問題を解決する。金属層に隣接して、さらに実質的に金属層と平行な平面に延在する断熱層が配置されている。すなわち、断熱層が遮蔽された部品と金属層の間に延在する。これら２つの層は、遮蔽された部材の外形に従うのが好ましい。断熱層は、多孔質断熱材からなるか、もしくはそのように構成する。断熱層が直接的または間接的に高温部品上に存在するよう、断熱層の金属層から離れた表面には、さらなる層を設けないか、断熱層の輪郭にあうような層のみを設けるようにするのが好ましい。断熱層の金属層から離れた表面には、少なくとも１つの流路を設ける。流路は、断熱層の表面に溝を形成したものとする。
【０００９】
高温部材の方に対向する表面の全てが高温部品上に載っていると、高温部材が断熱層の溝の壁面とともに流路を形成する。高温部材が高温であるときに高温部材と断熱材との間の熱伝達がこれらの流路を通して行われる。特に、高温部材が高温であるときには、これらの流路によって高温部材と断熱材との間の熱が外部へと導かれる。
【００１０】
すなわち、本発明にかかる流路は多孔質断熱材の中に直接組み込まれている。それらは溝として形成され、熱シールドが高温部品上に設置されると閉じて流路を構成するので、簡単な方法で断熱層内に流路を設けることができる。本発明にかかる熱シールドによれば、高温部品と熱シールドとの間の熱伝達が小さく、わずかな熱しか放出されないので、例えば低温部材にとって、有効である。しかしながら、高温部品の温度が高くなった時には、熱シールドの流路を介して増加した熱が除去される。
【００１１】
熱シールドを最も簡単に製作および固定するためには、複数の部分シェルが高温部品を環状に取り囲むように結合されることで熱シールドを構成する。熱シールドは、２つの半分のシェルで構成するのが特に有効である。２つの半分のシェルは、それぞれ、外側が金属層、内側が断熱層から成る。しかし、２つよりも多くの部分シェルが、高温部品を環状（中空状）に取り囲むように結合されることも可能である。部分シェルによって構成された筐体が、少なくとも、筐体が閉じられる位置にある流路の接続部において流れが勢いよく引き渡されるような方法で閉じられるのが特に好ましい。部分シェルは、例えば高温部材に装着された後で互いに接合される。この場合、接合は全ての部分シェルの端部に備えられた襟状の突起により行われる。同様に、部分シェルをそれぞれ独立して装着することも可能である。さらなる有効な実施形態として、熱シールドがまとめて装着されるよう、少なくとも２つの半分のシェルがヒンジのようなもので結合される。このように、ヒンジを使うことによって、別々に製作された部品としての部分シェルを互いに結合することができる。熱シールドが、金属層に一体構造として設けられた締結部を備えることも可能である。この場合、部分シェルは互いに直接的に結合し、別体の部材はないことになる。
【００１２】
少なくとも１つの流路には、能動的または受動的に開閉動作や通気を行うためのデバイスを少なくとも１つ設けるのが好ましい。有利な実施形態として、流路の入口及び出口にスイッチのオン・オフといった開閉機能を持たせるようにしてもよい。これにより、高温部品の表面温度の調節を行うことができる。この目的のために、高温部品や熱シールドの、特に表面において、例えば、温度センサを備えた制御回路を用いることができる。機敏に温度制御をするために流路の開閉をするアクチュエータや感温材料を流路の制御に用いることもできる。特に全負荷下において、熱除去の改善をはかるために、流路は確実に開くようにする必要がある。
【００１３】
ガスまたは空気を流路に通す方法として、自動車のエンジンの場合には受動的な方法としての自然対流を利用するか、さらに、ファンなどを使ってガスを積極的に吹付けすることによる滑らかな流れを利用するか、がある。さらに、ガスをあらかじめ調整することも可能である。この目的のために、電気的加熱や相変化物質を使うことによりガスを暖めてもよい。これとは反対に、ガスを熱シールドの流路に流す前に、車両のエアコンを使ってガスを冷やすこともできる。
【００１４】
断熱材は、例えばセラミックの結合剤によって補強された、フリースからなるものが好ましい。そのようなフリースは型で成形される。同時に流路をフリースの金属層から離れた表面に成形することもできる。必要ならば、断熱層の表面を補強するための追加の表面処理、例えば、セラミック系で高温用の接着剤や、セラミック系で高温用のコーティングまたはやラッカーなどにより、一種の表皮を形成することなど、を行うことができる。このような高温用の接着剤、コーティングおよびラッカーは、例えば、１５０〜２５０℃の間の温度で表皮を形成する特性を持つ材料である。
【００１５】
断熱材として、ガラスマット、特に結合剤を含むＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３及び／またはＣａＯでできたガラスマット、膨張マイカ、バーソルトロックウール、全ての種類のセラミック集合物、膨張粘土、ポリイミドやメラミンなどの高温用断熱材、が適している。上述した材料の少なくとも１つを含む積層構造も可能である。
【００１６】
流路の構成や配置は、熱的な要求を満たせば、遮蔽される高温部品の温度分布を用いた別の方法であっても良い。この点に関して、高温部品の熱の除去のために流路が適用される必要があり、この場合、高温部品の特定の領域、いわゆる、高温箇所の熱を除去する必要がある。流路は、断熱層の表面上において、例えば、高温部品の長手方向に沿って延びるようにしたり、または高温部品の長手方向を横切るようにしたり、一水準の筋または二水準の巻線としたり、及び／または複数の流路が互いに関連した位置で対向流になるようにしたり、といった、様々なパターンが可能である。大抵の場合、断熱層内には流路を、１つだけではなく少なくとも２つ以上設け、それらの流路が互いに独立して高温部品を囲うようにするのが好ましい。流路間の距離（流路間隔）は、熱除去の必要性に応じて適宜設定することができる。高温部品の高温箇所においては、流路間隔を互いに近づけて流路を配置する。流路断面積は、全ての流路で一定としてもよい。また、それらの流路が適用される局所の熱除去の必要性に応じて、それらの流路で、高さ及び／または幅を変えることにより、流路断面積が異なるようにしてもよい。流路のパターンの総長さ、流路パターン、入口または出口において複数の流路を合流させ１つの流路にすること、などは、それぞれ要求に応じて適宜設定することができる。全ての箇所にガスが行き渡るように、部分シェルの流路は、互いに連通するように形成されるのが望ましい。このことは、熱シールドの長手方向に延在する流路のみの場合にはもちろん必要とされない。
【００１７】
高温箇所の領域内では特に、流路の幅を広げるのが望ましく、同時に、流路の高さを減らすのが好ましい。これにより、ガスと高温部品との間の接触領域が増え、ガスの熱伝達と熱の除去が改善される。高温箇所の領域内では特に、流路の流れ方向において流路断面積を適宜変えてもよく、これにより流路を流れるガスが乱流になるので熱伝達が改善される。
【００１８】
冷却能力を改善し、熱シールド全体の外側の温度マップを均一にするためには、内側の断熱層で第一の冷却回路となる、断熱層の高温側（内側）表面上の第一のらせん溝（既に記述した）と、外側の断熱層で第二の冷却回路となる、断熱層の外側表面上の第二のらせん溝と、をそれぞれ設けるのが有利である。第一の冷却回路の流れと、第二の冷却回路の流れと、は異なる方向または同一の方向にすることができる。第一の冷却回路は第二の冷却回路に対して、平行に、つまり断熱層表面の平面に対し互いに位置をずらさないで配置しても、断熱層表面の平面に対し互いに位置をずらして配置してもよい。さらに、第一の冷却回路と第二の冷却回路は、二重らせんのように、または断熱層の中間のいくつかの箇所で交差するように、互いに関連させるように延在させてもよい。車両の操作中には断熱層の外側の表面の第二のらせん溝による第二の冷却回路を空気流が通過することで単純で恒久的な冷却を保証し、車両の停止中で昇温を促進するときには冷却がされないようにするのが好ましい。断熱層の内側と外側の表面に、第一の冷却回路と第二の冷却回路とを用いることで、特殊な操作条件での要求に対応させた温度マップの設計がよりしやすくなる。
【００１９】
断熱層の内側の表面の少なくとも１つのらせん溝である第一のらせん溝と、同じ断熱層の外側の表面の少なくとも１つのらせん溝である第二のらせん溝とを形成する代わりに、少なくとも連続する３つの断熱層を用い、第一の層には少なくとも１つのらせん溝である第一のらせん溝を設け、第二の層が続き、そして第三の層には少なくとも１つのらせん溝である第二のらせん溝を設けることで、同等の設計を達成することができる。
【００２０】
流路の断面積は、１０〜５００ｍｍ２とするのが好ましく、３０〜２００ｍｍ２とするのが特に好ましい。それぞれの流路間の距離は、５〜１００ｍｍの間とするのが好ましく、１０〜５０ｍｍの間とするのが特に好ましい。
【００２１】
複数の流路を、いくつかの部分シェルへと続く糸状に配置させた場合は、それらのスロープ部の長さは２５〜１００ｍｍの間にすることができ、約５０ｍｍにするのが好ましい。流路の幅は、３〜３０ｍｍが好ましく、４〜２０ｍｍにするのがより好ましく、８〜１２ｍｍにするのが最も好ましい。流路の高さは、２〜２０ｍｍが適しており、５〜１５ｍｍにするのがより適しており、５〜１０ｍｍにするのが特に適している。
【００２２】
流路の断面形状を変化するようにしてもよいし、実際の要求に合わせて、例えば、半円、長方形、三角形の断面形状を用いるようにしてもよい。三角形の断面形状である場合、最も長い土台側を高温箇所の側かそれと反対の側に配置させる。オメガ（Ω）状の断面形状も可能である。流路を高温部品に沿って配置させるのが特に好ましく、これは良好な冷却をもたらす。しかしながら、流路の傾き方向は、高温部品の長手方向に対し、角度が５〜４５度の間にするのが好ましく、約２０度にするのがより好ましい。より好ましい実施形態として、少なくとも長手方向に沿った流路断面が先細りになるように、溝が流路を形成することも可能であり、この先細りが円錐状であるのが有利である。さらに、長手方向に沿った流路断面が先細り及び先太りになっていてもよい。
【００２３】
断熱層が少なくとも１つの金属層と同一の範囲に広がっている必要はない。むしろ、金属層が、金属層を介して高温部品に装着される熱シールドの結合という狙いのみをもっている場合は、金属層の端部には断熱材がない方がよい。しかしながら、断熱層が金属層の平面の５０％以上に及ぶのが好ましく、８０％以上に及ぶのがより好ましく、９０％以上の及ぶのがさらに好ましい。
【００２４】
少なくとも１つの金属層は、鋼鉄シート、特にステンレス鋼シート、アルミ処理された鋼鉄シート、特に熱間アルミ処理された鋼鉄シート及び／またはアルミ被覆された鉄鋼シートなどで構成され、または形成される。金属シートは滑らかな金属シートであっても、少なくとも表面にくぼみのある金属シートであってもよい。少なくとも１つの金属層の外側の表面は反射率が高いことが最も好ましい。本発明にかかる熱シールドは、反射率、熱伝達、断熱特性について、特別の用途に合わせて設計することが可能である。
【００２５】
本発明にかかる熱シールドは、高温部品、特に、乗用車や多用途車を主とする車両に用いる内燃機関の遮蔽に適している。また、本発明にかかる熱シールドは、上記車両用の排気管、排気マニホルド、排気処理ユニット、スーパーチャージングユニットの遮蔽に適している。さらに、上記車両用の熱交換器、特にトランスミッションオイルを温める熱交換器、乗客室及び／またはバッテリーのコンディショニングを温める熱交換器の遮蔽に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
以下に、本発明にかかる熱シールドのいくつかの実施例が示されている。これら全ての実施例中において、説明の繰り返しを避けるため、同一もまたは類似の要素には、同一、もしくは類似の符号が使われている。以下の実施例において、本発明にかかるいくつかの要素は実施例の組み合わせとして表される。本発明にかかるそれらの各要素は本発明の最適な実施形態を表すことができるが、各実施例の他の要素とは独立するものである。
【００２７】
これらは以下に示されている。
【００２８】
【図１】本発明時の技術水準にかかる熱シールドを示す図である。
【図２】本発明にかかる、２つの部分シェルから構成される熱シールドを示す図である。
【図３】本発明にかかる熱シールドを上方から見た図である。
【図４】本発明にかかる熱シールドを上方から見た図である。
【図５】本発明にかかる流路の配置例を示す図である。
【図６】本発明にかかる流路の配置例を示す図である。
【図７】本発明にかかる流路の配置例を示す図である。
【図８】本発明にかかる、ヒンジ機構を備えた熱シールドの配置例を示す図である。
【図９】本発明にかかる流路の他の配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、外部の金属層２を備える熱シールド１を示す図である。多孔質材料からなる断熱層３は金属シート層（金属層）２と実質的に平行に配置されている。断熱層３は金属層２に埋め込まれ、それによって補強されている。金属層２は熱間アルミ処理されたステンレス鋼からなり、断熱層３は結合剤ないガラス繊維のマットからなる。２つの隣接する部材である金属シート層２と断熱層３の形状は、互いに合うものであり、これは領域４０内の突起部などのある三次元形状に示される。図１に示される熱シールドはもう半分の第二のシェルと結合し、それが本発明時の該当技術の水準にかかる形態に相当する。
【００３０】
図２は、熱シールド１の構造を分解図中の２つの半分のシェル１ａ，１ｂにより概略的に示すものである。いずれの半分のシェルも、隣接する部材として触媒９を輪状に包み込むために備えられている。半分のシェル１ａ，１ｂは、アルミ処理されている、またはステンレスの鋼からなるシェル２ａ，２ｂを備え、それら中には断熱層３ａ，３ｂがそれぞれ挿入される。断熱層３ａ，３ｂは、半分のシェルが形状を不変に保っていられるよう、セラミック結合剤で固められたガラス繊維のマットであってもよい。これは、特に、断熱層の部材９側の表面において広がる流路（溝）１０の安定的な耐久性のために必要である。
【００３１】
図３は、図１に似ているが本発明にかかる熱シールド１の半分のシェルの、高温部品に接する表面部分に対し上方から見た図である。これは、本実施形態にかかる、高温部材と断熱層３との間をガスが流れることができるように、熱シールドにおける断熱層３の高温部品側の表面に形成された溝１０ａ〜１０ｄを示すものである。この目的のため、溝１０ａ〜１０ｄは、端部がそれぞれ断熱層３の端部に達しており、それによって、入口５ａ〜５ｄ及び出口６ａ〜６ｄをそれぞれ備えている。溝１０ａ〜１０ｄは、設置された状態では、ここに示されていないもう半分のシェルに続いている。溝１０ａ〜１０ｄは、実質的に半円の断面を示し、深さ（高さ）は最大で８ｍｍ、幅は最大で１０ｍｍになる。
【００３２】
図４は、高温部材側の表面に対し上方から見た、本発明にかかる熱シールドの半分のシェルを示す。ここで、断熱層３は波状のハッチングで示される。繰り返しになるが、流路は溝１０ａ〜１０ｄとして断熱層３の高温部材側の表面に形成され、断熱層３の端部に並んで断熱層３を横切る。金属層２の端部８は、第２の半分のシェルに向かう境界領域の複数の箇所が外側に襟状に突出しており、これが、第２の半分のシェルの襟状に突出した端部と接合するための止め部となる。この襟状に突出した端部は、２つの半分のシェルを結合する締結手段である通路開口を備えるようにしてもよい。通路開口についてはここでは詳細を記載していない。代わりに、接合される端部は、クランプやプラグによって互いに固定されるようにしてもよい。
【００３３】
図５の部分図Ａ〜Ｄは、断熱層３の表面上または内部の流路（溝）１０ａ〜１０ｄのいくつかの可能な配置を示す。図５Ａでは、合計で４つの流路１０ａ〜１０ｄは、高温部品の長手方向軸に対して約１２０°の角度で伸びる。これらの流路は高温部品を包み、この方法により１つの連続した流路を形成する。図５Ｂは、これから得られる断面図に相当する。この概略図中において、部分シェルは連結されている。図５Ｂは簡略化された図で、流路１０ａ〜１０ｄが紙面に平行に延びておらず、図５Ａのようにらせん溝として延びていることが反映されていない。従って、それぞれの流路の入口と出口は紙面の前部と後部に配置されている。
【００３４】
図５Ｃもまた、らせん状に高温部品を包む、または、より詳しくは多層らせんとして与えられる流路１０ａ，１０ｂ，１０ｃ及び１０ｄを示す。流路１０ａ〜１０ｄは互いに平行に延びているが、流路１０ａ，１０ｃのガスの流れは流路１０ｂ，１０ｄのガスの流れに対し反対方向である。
【００３５】
図５Ｄは、らせん状に高温部品を包む、２つの流路１０ａ，１０ｂを示すものである。２つの渦巻き状の流路１０ａ，１０ｂが交互に入れ子状に延びるよう、流路１０ａ，１０ｂは互い違いに配置される。２つの流路は、流れ方向が対向流になるよう配置される。
【００３６】
図６の部分図Ａ〜Ｃは、高温部材の長手方向軸に平行に流路を配置したものを示す。図６Ａは、４つの流路１０ａ〜１０ｄが互いに平行に配置され、直線的に延びていることが分かるように、断熱層３の詳細を示すものである。
【００３７】
図６Ｂは、図６Ａの部品の配置に相当する断面図である。流路１０ａ〜１０ｄの長手方向は図５Ｂの描画平面と直交する。図６Ｂにおいて、流路１０ａ〜１０ｄの他に、さらに流路が与えられており、そして熱シールド１が高温部品９を完全に包むことで高温部材９を断熱および冷却することが理解できる。
【００３８】
図６Ｃは、広い意味では図６Ａ及び図６Ｂと一致するが、図６Ｃにおいて水平に延びる高温部品９の長手軸方向に対し、約２０°をなす流路１０ａ〜１０ｅの配置を示すものである。
【００３９】
図７は、断熱層３の部分を示す。断熱層３の流路１０ａ〜１０ｈは、図７において水平に延びる高温部品の長手方向の軸に対し角度を持って延びる。さらに、流路１０ａ〜１０ｈの断面を比較したときに、それらは互いに同一でも一定でもない。特に、流路１０ｃ〜１０ｆの断面は、流路１０ａ，１０ｂ，１０ｇの断面よりも小さい。さらに、流路１０ｃ〜１０ｆの互いの間隔が短いので、この領域における流路の密度は流路１０ａ，１０ｂ，１０ｇ及び１０ｈよりも高い。このような流路の配置や設計は、例えば、高温部材の高温部分高温部分が流路１０ｃ〜１０ｆに覆われるように選択されることができる。これにより、高温箇所にあたる流路１０ｃ〜１０ｆの流速を速くして、さらに流路の密度を増やすことで、高温箇所の最適な冷却を達成できる。
【００４０】
図８は、本発明にかかる熱シールドのさらなる実施形態を示す。図２に示すように、熱シールド１は２つの半分のシェル１ａ，１ｂからなるが、ここでは図２とは異なり、これらがヒンジ７によって結合されている。既に記載した半分のシェル１ａ、１ｂは、それぞれ、外側は金属層２ａ，２ｂ、内側は断熱層３ａ，３ｂからなる。図８において、金属層２ａ，２ｂと、断熱層３ａ，３ｂとの厚さの比は、正確ではない。断熱層３ａ，３ｂにおいて、半環状の流路１０ａ〜１０ｄが紙面中もしくはその外に続くらせん状に延びている。熱シールド１の２つの半分のシェル１ａ，１ｂは、ヒンジ７の使用により遮蔽される部品（高温部品）９を取り囲む。一方の半分のシェル１ａ内の流路１０ａ，１０ｂの終端は、ここには示されていない他方の半分のシェル１ｂに続き、これにより連続したらせんを形成する。２つの半分のシェル１ａ，１ｂの突出した端部８は少なくとも断面が互いに対向して止まり、クリップやねじなどの締結手段を用いて締結される。
【００４１】
図９は、本発明にかかる熱シールドのさらなる実施形態の、遮蔽される部品とその直上に配置された熱シールドを含む組み立て部品の簡略化した断面を示す。断熱層３は一体の部材ではなく、ある層が他の層上にある３つの実質的に同心円状の層３，３‘，３‘‘からなる。最内層３と最外層３‘‘は空気の流路を備えている。すなわち、最外層３‘‘内の流路１０ａ〜１０ｄは金属層２によって区切られ、最内層３内の流路１０ａ‘〜１０ｄ‘は高温部品９によって区切られる。この簡略化された断面の構成の仕方は、既出の図５Ｂと一致する。つまり、これは簡略化された断面なので、流路１０ａ〜１０ｄ及び流路１０ａ‘〜１０ｄ‘は、それぞれ紙面に平行に延びているわけではなく、紙面に斜めにらせん溝として延びていることが反映されていない。従って、それぞれの流路の入口と出口は紙面の前部と後部に配置されている。図９中の矢印は、紙面上から見たときに、最内層３の流路１０ａ‘〜１０ｄ‘内の空気は時計まわりの方向に流れることを示し、最外層３‘‘の流路１０ａ〜１０ｄ内の空気は反時計まわりの方向に流れることを示す。これは一方の流路が他方の流路に影響を与えることを許容するものである。最外層３‘‘の流路１０ａ〜１０ｄ内の流れは空気の流れなので、昇温において悪影響を及ぼすことなく流路内の空気により極めて効率的に冷却をすることができる。ここに示されている、互いの流路をずらして配置した２つの流路のグループにおいて、ガスの流れ方向を逆にすることに代えて、最内層と最外層とにおいて、同一の流路方向及び／または平行な流路配置とすることもできる。本発明にかかる、内側の表面に流路を設けた断熱層を備える熱シールドの設計は、製造の観点から有利であり、断熱層の外側の表面を、いくつかの断熱材を積層したものとすることも単層とすることもできる。
【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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【国際調査報告】
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