(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の領域におけるコンポーネント（１２０）を温度管理する温度管理装置であって、相互接続体（１１０）が前記コンポーネント（１２０）を第２の温度領域に熱的に接続する温度管理装置において、
伝熱性を有する遮熱体（１３０）が、前記コンポーネント（１２０）近傍の前記第１の領域内の位置から前記第２の領域まで前記相互接続体（１１０）を包囲するとともに、前記相互接続体（１１０）と前記遮熱体（１３０）との間にキャビティを形成しており、
少なくとも１つの熱的ユニット（３００，３０１）が、前記第２の領域内において、前記遮熱体（１３０）及び前記相互接続体（１１０）のうちの少なくとも一方に熱的に接続されることを特徴とする、温度管理装置。
【請求項２】
少なくとも１つの熱的ユニット（３００，３０１）がヒートシンクである、請求項１に記載の温度管理装置。
【請求項３】
少なくとも１つの熱的ユニット（３００，３０１）が熱源である、請求項１に記載の温度管理装置。
【請求項４】
前記遮熱体（１３０）の内部空間が前記第２の領域と流体連通する、請求項１に記載の温度管理装置。
【請求項５】
当該温度管理装置が、前記遮熱体（１３０）と前記相互接続体（１１０）との間の前記キャビティにおいて流体を循環させる循環手段をさらに備えており、それにより、熱を前記キャビティから除去する、請求項１に記載の温度管理装置。
【請求項６】
前記遮熱体（１３０）が該遮熱体（１３０）内部の媒体の伝熱性よりも高い伝熱性を有する、請求項１に記載の温度管理装置。
【請求項７】
前記相互接続体（１１０）及び前記遮熱体（１３０）のうちの少なくとも一方に反射面を有する、請求項１に記載の温度管理装置。
【請求項８】
第１の領域におけるコンポーネント（１２０）を温度管理する温度管理方法であって、相互接続体（１１０）が前記コンポーネント（１２０）を第２の温度領域に熱的に接続する温度管理方法において、
温度管理される前記コンポーネント（１２０）近傍の前記第１の領域内の位置から前記第２の領域まで、第１の熱経路（１１０）を包囲する第２の熱経路（１３０）を形成するとともに、前記第２の熱経路（１３０）と前記第１の熱経路（１１０）との間にキャビティを形成し、
前記第１の熱経路（１１０）及び前記第２の熱経路（１３０）のうちの少なくとも一方の間を、前記第２の領域内の少なくとも１つの熱的ユニット（３００，３０１）に接続する熱的接続部を形成することを特徴とする、温度管理方法。
【請求項９】
前記第１の熱経路（１１０）と前記第２の熱経路（１３０）との間の前記キャビティにおいて、流体を循環させることをさらに含む、請求項８に記載の温度管理方法。
【請求項１０】
前記熱経路（１１０，１３０）の間における熱伝達作用を最小化することをさらに含む、請求項８に記載の温度管理方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの熱的ユニット（３００，３０１）の温度を管理することをさらに含む、請求項８に記載の温度管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周囲の第２の領域と比べて高温又は低温であり得る第１の領域におけるコンポーネントを温度管理する温度管理装置及び温度管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
第２の周辺領域における温度よりも局所的に高温又は低温である第１の領域におけるデバイス又はコンポーネントを局所的に冷却又は加熱するニーズが存在する場合がある。複数の例が以下に挙げられる。
-  センサ領域が周囲の高温流体流よりも顕著に低温であるときにおける粒子、例えば煤をセンサ領域に沈殿させる熱泳動による粒子検出。適用例には、燃焼機関から又は燃焼炉からの排出気体における煤を検出することが含まれる。
-  沈殿した粒子を焼き払うことによるセンサの再生。
-  例えば炭化水素生産用の鉱井（ｗｅｌｌ）又は地熱産業の高温環境において適切かつ確実に作動させるための電子コンポーネントその他のコンポーネントの冷却。
-  特に加熱のために電気を使用することが非実用的であるか、又は禁止される場所における凍結した可動コンポーネントの加熱。
前記適用例は、腐食性の環境若しくは高温環境又はその他過酷若しくは厳しい環境、或いはそれらすべての環境において温度管理を必要とし得ることに留意されたい。
【０００３】
自動車業界から例を挙げられる。プロジェクトは、ディーゼルエンジンの排出気体システムにおける煤粒子の含有量を検出するものである（健康的な環境のための煤センサ、ＳｏｏｔＳｅｎｓ、ＭＮＴ  ＥＲＡ−Ｎｅｔ）  ＴＲＡＮＳＮＡＴＩＯＮＡＬ  ＣＡＬＬ  ２００７）。センサの概念は物理的現象の熱泳動に基づいている。気体中の粒子の熱泳動による沈殿は温度勾配によって促進される（メッセレル（Ｍｅｓｓｅｒｅｒ）らの非特許文献１）。この説は、煤粒子が気体中の低温領域に向かって引き寄せられ、存在していれば、最終的には低温の表面に沈殿すると述べている。共通の指電極構造体の上部に沈殿する煤は、電極の電気抵抗を変化させる。この変化はモニタ可能であって、すなわち煤を検出可能である。この情報は、モニタシステムにおいて、いつフィルタが詰まるか、又は破損するか、及びいつ再生又は交換が必要かを示すために使用され得る。
【０００４】
熱泳動の粒子速度は、高温の気体と低温のセンサ領域との間の温度勾配に正比例する。したがって、センサ近傍における大きい温度勾配はより多くの煤を沈殿させるので、煤濃度が低い環境においてセンサの感度が向上すると考えられる。仮の結果は、センサ表面と高温の気体との間における摂氏５０度から摂氏７０度の温度差が煤センサに基づく熱泳動が機能するのに十分であることを示している。
【０００５】
排出管は、排出管内の高温の気体内に配置される熱泳動に基づくセンサのための優れたヒートシンクを形成し得る。しかしながら、適度に良好な熱導体、例えばアルミナ製センサ基板は、排出壁部を通して挿入されて排出気体の流れに直接曝露されたときに、熱泳動に基づく煤検出の適用例のために十分な熱を伝達しないのが典型的である。換言すると、アルミナ製センサ基板は周囲の気体から熱を急速に蓄積して、気体の温度に近づく。その結果としての基板内の温度勾配は急激になるとともに、排出管壁の近傍に位置するようになる。したがって、残りの部分が、排出管内部であって排出管壁から離れる基板先端におけるセンサ表面を含めて、気体の温度に非常に近い温度を有するようになる。したがって、センサ基板が適度に良好な熱導体であるときであって、排出気体と排出管との間の温度差が、熱泳動に基づくセンサの動作のために要求される摂氏５０度〜摂氏７０度よりも顕著に大きい場合においても、基板単体ではこのようなセンサのために要求される低温表面を形成しない。
【０００６】
基板の一部を気体への直接的な曝露から隔離することは、アルミナ内部における温度勾配が排出管壁からさらに離れて延在する、すなわち先端におけるセンサ表面温度が低下することを示している。
【０００７】
従来の断熱材、例えばセンサ基板の周りに巻回されたスチールウール（すなわち熱的相互接続体）は、高温の排出気体とセンサ領域との間の摂氏５０度から摂氏７０度の温度差を維持するのが不適切であることが分かっている。十分な性能のために要求される断熱材の体積が重要である。排出管は、センサの適用のために利用可能な制限される空間を形成しており、したがって、大型の断熱材又は冷却機器は単純に選択可能なものではない。
【０００８】
また、熱泳動は、高温の気体中の低粒子濃度を検出するのに適切な方法であるため、燃焼炉からの排出気体における粒子含有量を検出するのに使用され得る。この適用において、排出気体温度は摂氏３００度を超える場合があり、管の直径その他の寸法は、前述の例におけるものよりも概ね大きい。なお、センサは低温の排出導管から離れて高温気体の中に配置される必要がある。センサは低音の表面を形成する必要があるとともに、任意の大型の断熱材又は冷却機器のために利用可能な制限される空間が依然として形成される。能動的な局所的冷却作用は高価であるか、又は寸法の要求に対して不適切であるか、或いはそれら両方である。
【０００９】
別の例において、温度管理は、前述した例、すなわち煤が沈殿するときに、煤センサがその感度を失うことからセンサ表面を再生する過程において採用され得る。しかしながら、ディーゼルエンジン排出気体システムなどをモニタするために特定のフィルタの状態を長時間モニタする適用においては、長時間にわたって信頼できる正確な測定が要求され得る。粒子は焼却することによって、すなわち粒子を燃焼気体及び灰に変性させるために、センサ表面温度を例えば摂氏６００度を超える表面温度まで上昇させることによって、除去され得る。センサ及びセンサ電子機器のうちの少なくとも一方を通じて要求される電力を伝達することによって、センサ要素及び配線のうちの少なくとも一方を煤その他の粒子とともに焼き払うことができる。
【００１０】
したがって、配線の温度が接着剤などの電気絶縁材料の融点を超えて上昇しないようにしながら、センサ領域において温度を上昇させることが要求される。換言すると、実質的な量の供給熱エネルギが二次的な熱経路によって付与されるべきである。追加の熱は、センサ及び電子機器などのうちの少なくともいずれかの限界を超えない範囲で、センサ領域を通じて局所的に供給され得る。
【００１１】
別の例は、氷の環境、例えば海水のしぶき及び摂氏０度を下回る温度によって索具及びデッキの機器に氷の層が形成される北極圏の船において、一時的な動作を必要とする可動式コンポーネントを含む。
【００１２】
氷は、可動部品が適切に稼働するのを妨げる。水は顕著な熱容量を有していて、溶解の進行を遅らせる。機器を局所的に加熱することによって、溶融の過程が加速され得るとともにエネルギ消費が最小限に保持されることは明らかである。このことは、周囲の氷を供給される電力からの僅かな熱伝達作用にさらすとともに、局所的な温度管理によって、特にコンポーネントを摂氏０度を超えるまで加熱することによって達成され得る。
【００１３】
種々の形態の電気抵抗体は、このような局所的加熱の適用のために使用されるのが典型的である。電気抵抗体は、電流が通過するときに熱を放出するとともに、身近な適用に容易に適合し得るのが一般的である。しかしながら、このような適用において電気を使用する際には特別な注意が必要がある。とりわけ、いかなる時点においても電気回路のどの部分もウエハに接触しないことを保証するために、適切な電気的絶縁が付与される必要がある。爆発の危険のある場所では、電気の使用は禁止される場合がある。
【００１４】
換言すると、電気を使用することなく、氷を含む低温領域の外部の領域からコンポーネントを温度管理することは、このタイプの適用のために非常に有利であろう。特に、最小限の電力損失を伴う局所的な温度管理は有利であろう。
【００１５】
ラブオンチップの適用は、電気接続体を備えない局所的な高精度加熱であったし、又は空間が制限される場所も、本発明のための適用の範囲である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】「Thermophoretic deposition of soot aerosol particles under experimental conditions relevant for modern diesel engine exhaust gas systems1」、Journal of Aerosol Science、２００３年４月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって、本発明の目的は、相互接続体に装着されるコンポーネントの温度管理を提供することであり、該コンポーネント、例えばセンサ又は可動部品は、第１の温度領域に配置されるとともに、相互接続体によって第２の温度領域に熱的に接続される。
【００１８】
追加の目的は、信頼性及び耐久性のある動作に着目するとともに温度管理システムの容易な小型化を選択可能にする、単純でかつコスト効率の高いデザインを提供することを含む。
【００１９】
用途の範囲は、熱泳動によって粒子の効率的な沈殿作用をもたらすこと、及び周囲に対して温度管理されるべき比較的狭い領域における他の適用を含む。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この目的は、第１の領域におけるコンポーネントを温度管理する温度管理装置及び温度管理方法であって、相互接続体がコンポーネントを第２の温度領域に熱的に接続しており、伝熱性を有する遮熱体が、コンポーネント近傍において第１の領域内の位置から第２の領域まで相互接続体を包囲しており、少なくとも１つの熱的ユニットが、第２の領域内において、遮熱体及び相互接続体のうちの少なくとも一方に熱的に接続される、温度管理装置及び温度管理方法を提供することによって達成される。
本発明の根本的な思想は、異なる並列の熱経路における相対的な熱抵抗を利用することである。
【００２１】
熱が周囲の高温の第１の領域、例えば高温気体から遮熱体に進入すると、遮熱体は、遮熱体によって密閉された媒体よりも熱をより効率的に伝達する。したがって、熱は、遮熱体を通じて散逸されるとともに相互接続体が低温に維持される密閉領域に進入するのではなく、遮熱体によって形成される経路、すなわち低い熱抵抗を有する経路に追従する傾向を有する。遮熱体からの熱は、密閉領域を加熱するのではなく、第２の領域に対して適切な位置における適切な熱的ユニット、この場合はヒートシンクを通じて散逸される。したがって、大型の断熱材の必要性が顕著に低下する。
【００２２】
熱源の形態を有する熱的ユニットは、例えば前述したような沈殿粒子の焼却のために、伝熱性を有する遮熱体に熱を付与し、熱は遮熱体を通ってコンポーネントの位置に伝達される。この場合、熱は遮熱体から周囲環境にも放射され、一実施形態において、遮熱体の上面は、放射を遮熱体からセンサ領域に集中させる放物線形状を有していて、センサ表面を加熱する。実用的な煤センサにおいて、煤を焼き払うのに必要な熱のすべて又は一部は、相互接続体を通じて付与され得るとともに、前述した例において遮熱体を通じて熱を付与することは説明目的のみのためであることに留意されたい。
【００２３】
第１の領域内のコンポーネントを加熱する別の態様は、第２の領域における熱源を、機器に熱を伝達する相互接続体に接続することによるものである。このことは、相互接続体の伝熱性がコンポーネントへのエネルギ移送作用を提供するのに十分であることを想定するものである。この場合、遮熱体は、このときにおいてより高温の第２の領域に対して低温領域である第１の領域から相互接続体を遮蔽するであろう。これは、コンポーネント、例えば前述したような氷の中に密閉された可動部品を所望の温度まで加熱するか、又はセンサ表面の煤を焼き払うためのエネルギ効率が良い態様であり得る。さらに、熱が熱として伝達されるので、前述したように関係する制限を伴う第１の領域において電気的加熱を行う必要がない。
【００２４】
遮熱体が第２の領域よりも低温である第１の領域に配置される場合、例えば遮熱体が氷において包囲される場合、高温の相互接続体から発せられる熱は内側から遮熱体に進入する。遮熱体が周囲の媒体、例えば氷よりも熱を効率的に伝達する場合、熱は適切なヒートシンクに再び伝達される。この場合、熱は、例えば氷を不必要に溶融するのではなく、相互接続体を加熱するために使用され得る。
これら及び他の特徴及び利点は添付の特許請求の範囲において適切に開示される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】遮熱体及び相互接続体の組立体の斜視図である。
【図２】図１の組立体の内部を示す図である。
【図３ａ】図１の組立体を図３ｂから９０度の角度離れて見た側面図である。
【図３ｂ】図１の組立体を図３ａから９０度の角度離れて見た側面図である。
【図４】前記図面の組立体の平面図である。
【図５】図４の線Ａ-Ａに沿って見た断面図である。
【図６ａ】第１の実施形態の概略図である。
【図６ｂ】第１の実施形態の概略図である。
【図６ｃ】第１の実施形態の概略図である。
【図７ａ】第２の実施形態の概略図である。
【図７ｂ】第２の実施形態の概略図である。
【図７ｃ】第２の実施形態の概略図である。
【図８】遮熱体内の対流を示す概略図である。
【図９ａ】第３の実施形態の概略図である。
【図９ｂ】第３の実施形態の概略図である。
【図１０】追加の支持体を備える実施形態の概略図である。
【図１１】図１０の実施形態の斜視図である。
【図１２】図２の詳細を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明は、添付図面を参照するとともに以下の詳細な説明によってより良く理解されるであろう。添付図面において、同様の参照符号は、複数の図面を通して、必ずしも同一とは限らないものの類似の構成要素を示している。
【００２７】
図１から図５は、本願の開示に係る好適な実施形態を複数の図面及び異なる角度から見た断面図によって表している。温度管理されるべきコンポーネントは符号１２０によって表されていて、相互接続体１１０に装着されるか、又は相互接続体１１０の一部である。伝熱性を有する遮熱体１３０は、相互接続体１１０を第１の領域に露出される必要のあるコンポーネント１２０まで包囲している。本明細書で使用される際、第１の領域及び第２の領域の用語は、区別される温度領域を示しており、すなわちそれら領域が他の態様により接続されているか否かとは無関係であり、かつそれら領域の他の特性とは無関係である。
【００２８】
図１において符号２２０によって参照される部品は嵌合体であり、この嵌合体は、温度管理及び本願に係る開示との関係では熱導体又は断熱体のいずれでもよい。嵌合体２２０の主目的は、相互接続体１１０を遮熱体１３０に機械的に接続することと、第１の領域を遮熱体の内部空間から分離する封止部を形成することとのうちの少なくとも一方である。他の関係では、符号２２０によって表わされる部品は、本明細書、特許請求の範囲及び図面を通して、異なる作用、例えば一方の部品を他方の部品に、例えば遮熱体１３０を相互接続体１１０に固着させるか、又は封着する作用を有する。部品、例えば部品２２０は、異なる熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する材料の使用を可能にするように形成され得る。それらは、この目的のために、エラストマ、セラミックペーパーのシート又は小さい間隙である。一般的に、絶縁体、すなわちより正確には低伝熱性を有する要素が要素間に意図的に挿入されていて、例えば遮熱体と相互接続体との間の熱流を低減してもよい。しかしながら、簡単のために、温度管理の関係において熱抵抗体として作用する部品は、それら部品の、接着剤、封止剤、熱膨張のためのアダプタ、被覆体（ｌｉｄ）その他の構造要素などとしての他の作用とは無関係に、ここでは符号２１０によって集合的に参照される。
【００２９】
ＣＴＥの不釣合いによる影響は、接触する面積及び長さが小さくなるのに従って低下することに留意されたい。本願に係る開示において、遮熱体とコンポーネントとの間、又は相互接続体との間、或いはそれら両方との間の相互接続体における接触面積は小さいか、又はデザインから省略されてもよい。したがって、本発明は、ＣＴＥの不釣合いを最小限にするか、又は排除する実現可能な方法を提供する。
【００３０】
第１の領域は、高温若しくは低温の流体の流れ又は静止流体のための管体又は容器の内部空間であり得る。それらの内部にコンポーネント１２０が挿入される。説明の目的のために、図面は、第１の温度領域と第２の温度領域とを分離する管壁２００の一部を示している。したがって、これら図面においては、第１の領域は単に管壁２００の上方に在る領域であり、第２の領域は管壁２００の下方に在る領域である。しかしながら、温度管理されるべきコンポーネント１２０は、固体、例えば氷又は合金に包囲され得ることを理解されたい。この場合、物理的な壁部２００は不要である。さらに、物理的な容器又は管体は、複数の構造化されたデザイン及び第１の領域と第２の領域とを分離する温度勾配を有することが明らかである。この構造及び温度勾配は本願に係る開示とは無関係であるため、それらは単に図示されない。
【００３１】
図６ａから図６ｃは種々の実施形態の概略図である。これら実施形態において、遮熱体１３０は第２の領域に向いて開口している。これは、周囲の流体が相互接続体１１０と遮熱体１３０との間に十分な断熱作用を付与し得ることの示唆が主として意図される。複数の適用例において、この周囲の流体は空気又は他の気体である。しかしながら、任意の周囲の流体が、図６ａから図６ｃの開口している遮熱体内部のキャビティに進入し得る。例えば、冒頭の章において油井の適用例を述べた。その場合、コンポーネント１２０は、第１の領域によって表されていて数十メガパスカル（数百バール）の圧力を有する流体内に配置される場合がある。第２の領域によって表わされる典型的な油井ツールは、汚染されていない液体、例えば鉱油で充満されている場合がある。汚染されていない鉱油は周囲の油井から機械的に隔離され、それとともに、必須ではないものの圧力が周囲の流体の圧力に釣り合わされ得る。油井ツール（第２の領域）内の液体は低圧縮性を有していて、本発明の実用的な適用の目的のために十分な断熱作用をもたらすことが予期される。
【００３２】
図６ａにおいて、相互接続体１１０及び遮熱体１３０は熱的ユニット３００を共有しており、該熱的ユニット３００は、コンポーネントを加熱するか又は冷却するかの適用に応じてヒートシンク又は熱源であり得る。熱抵抗体２１０が遮熱体１３０と管壁２００との間に示されていて、熱が、あらゆる適用においても管壁２００に効果的に流入するとは限らないことを示唆している。実際には、管壁があらゆる適用においても存在するとは限らない。これは、例えば遮熱体が氷に包囲される場合である。
【００３３】
明確さのために、図１に示される熱抵抗体２１０又は嵌合体２２０と、複数の他の熱抵抗体及び嵌合体のうちの少なくとも一方とは、図６ａから図９ｂの概略図において省略されている。しかしながら、物質的な実施形態において、部品が接着剤若しくは機械的接続体によって連結されてもよいし、又は部品が熱膨張係数を異ならしめる複数の手段を要求してもよい。これらはいずれも熱抵抗を変化させる。図１に係る記載も参照されたい。
【００３４】
図６ｂは、相互接続体１１０及び遮熱体１３０が接続されていて、熱的ユニット３００及び熱的ユニット３０１を分離する組合体を表している。熱的ユニット３００又は熱的ユニット３０１のいずれか一方は、ヒートシンク又は熱源であり得る。したがって、冒頭の章における氷の環境において凍結した可動部品の例において、相互接続体１１０に接続される熱的ユニット３０１は、熱を供給してコンポーネント１２０周りの氷を溶解させる熱源であろう。また、遮熱体１３０に接続される熱的ユニット３００は、過剰な熱を散逸させてエネルギを消費する意図しない氷の溶解を防止するヒートシンクであろう。遮熱体１３０によって包囲される媒体又は媒体の欠損部（真空部）が熱輻射（ＩＲ）を透過する場合、内表面は、それらの間の輻射によって伝達される熱を低減するように処理された、例えば研磨して反射作用を有するようにされた表面であり得る。
【００３５】
図６ｃは図６ｂの特別の場合を示している。ここでは、管壁２００が遮熱体１３０の熱的ユニット３００として兼用されている。冒頭の章における煤センサを備える実施例において、コンポーネント１２０は、排出気体の最大摂氏３００度を下回る摂氏５０〜摂氏７０度に維持される必要があるセンサ領域である。第１の領域は排出管の内部空間であり、又はより厳密には排出管壁部から或る距離離れていてセンサ要素１２０が気体流に挿入される領域である。第２の領域は、排出管から半径方向外側に向けられる排出管からの全般的な領域である。したがって、この実施例において、熱的ユニット３０１は、前述した実施例におけるコンポーネントを加熱するための熱源ではなく、コンポーネント１２０を冷却するためのヒートシンクである。管壁２００によって表わされる排出管は、遮熱体１３０の優れたヒートシンク３００であり得る。なぜなら、
ａ）典型的には、排出管は、第１の領域の摂氏３００度に対して排出気体温度、例えば摂氏１２０度を十分に下回る温度であり、
ｂ）排出管はセンサアセンブリ１１０，１２０に比べて大きい熱容量を有するからであり、
ｃ）排出管２００，３００からの熱は、第２の領域、例えば周囲空気及び近傍の金属部品へと容易に散逸されるからである。
【００３６】
図７ａから図７ｃは、図６ａから図６ｃにおける構成にそれぞれ類似する構成を示しているものの、図７においては遮熱体が第２の領域に対して閉塞されている。実質的な低圧状態又は「真空状態」を生成するために、内部空間には漏出部が形成されるのが典型的である。キャビティ内部の壁部は、反射作用を有するように研磨されるのが典型的である。真空状態及び反射面はいずれも、遮熱体と相互連結体との間の熱伝達作用の低減をもたらす。
【００３７】
特に、図７ａは、相互連結体１１０と遮熱体１３０との間において低い熱抵抗を有する構成を表している。一方、図７ｂ及び図７ｃは、相互連結体１１０と遮熱体１３０との間の熱抵抗体又は絶縁体を示している。前述したように、嵌合体２２０又は熱抵抗体若しくは絶縁体２１０が、図６ａから図９ｂを含む概略図の上方部分において、相互連結体と遮熱体との間に位置していてもよい。このような嵌合体、抵抗体又は絶縁体は概略図において単に示されていない。
【００３８】
図６に関連して述べたように、遮熱体は気体又は液体で充満されていてもよい。図８は、必要に応じて、流体が遮熱体１３０のキャビティ内部を循環させられ得ることを表すことが意図されている。循環作用は、流体を循環させるポンプ（図示せず）、例えば図６ａから図６ｃに示されるような開口構成体において空気を循環させるファン又は図７ａから図７ｃに示されるような閉塞構成体における液体を循環させるポンプによってもたらされ得る。また、相互連結体１１０及び遮熱体１３０における境界条件は、キャビティ内において自然対流を引き起こし得る。構成体が閉塞される場合、過剰な熱が循環流体内に蓄積されないことが重要である。したがって、外的ヒートシンクは、循環流体が図８における底面被覆体を通過する際に、循環流体を冷却するために形成されるのが典型的である。また、底面は、図８に示される絶縁体ではなく、良好な熱導体であるのが好ましい。
【００３９】
循環作用は、図８に示されるものとは反対方向に、すなわち相互連結体１１０に隣接するキャビティ内へと遮熱体１３０に沿って外側方向に向けられてもよいことに留意されたい。
【００４０】
図９ａ及び図９ｂは、遮熱体の内部空間が媒体でもよいし、又は固体媒体若しくは粒状媒体を含む任意の相の任意の複数の媒体の組合せでもよいことを表している。固体媒体の要件は、例えば広範な機械的負荷に耐えるように構造力学的観点から決定され得る。例えば、第１の領域における温度が時間依存的又は時間遷移的である場合、内部空間は、大きい熱容量を有する機械的に強固な固体媒体又は粒状媒体、例えばチタンによって充満され得る。このようにして、第１の領域における短時間ながら大きい温度変化は、密閉される媒体の全体の温度に僅かしか影響を与えない。
【００４１】
図１０及び図１１は、相互連結体１１０と遮熱体１３０との間に配置されていて機械的安定性又は剛性を構造体に付与する支持体１４０を有する図１から図５の実施形態を示している。必要であれば、複数のこのような支持体が配置され得ることが容易に理解される。
【００４２】
図１２は、遮熱体及び相互連結体の組立体の上部を示す拡大図である。特に、相互連結体１１０と遮熱体１３０との間の嵌合体２２０が明確に分かる。また、参照符号１２０は遮熱体１３０が延在する部分によって被覆されるセンサ組立体を示している。複数の適用例において、センサ表面は気体に接触し得る。他の適用例において、センサを備えるコンポーネントが全体的に密閉される。任意のセンサ１２０が、このようにして、カバー及び遮熱体１３０の延長部のうちの少なくとも一方によって保護され得ることに留意されたい。
【００４３】
コンポーネントにおける温度が安定される必要がある場合、大きい熱容量を有する媒体は、コンポーネント内の温度変動を制御し、低減する手段として作用する。
【００４４】
前述したことから、周囲の第２の領域に対して開口しているか又は閉塞されていて、空気その他の気体、液体、固体物質又は粒状物質によって充満された遮熱体１３０の任意の組合せが異なる適用において使用され得ることが明らかであろう。これら任意の組合せは、ヒートシンク又は熱源３００，３０１に接続される遮熱体１３０とともにさらに構成され得る。ヒートシンク３００，３０１は、熱を相互連結体１１０から散逸させるヒートシンク３００，３０１又は相互連結体１１０及び遮熱体１３０のうちの少なくとも一方に熱を付与する熱源３００，３０１であってもよいものの、そのことは必須ではない。これら任意の変形例は、転じて任意の相互連結体１１０及び温度管理されるべきコンポーネント１２０と組合せられ得る。さらに、遮熱体１３０内の媒体は、相互連結体１１０と遮熱体１３０との間の熱伝達を防止するように一般的に選択されるものの、相互連結体１１０と遮熱体１３０との間の熱交換を抑制するように選択されてもよい。
【００４５】
隣接する要素とは異なる伝熱性を有する要素２１０及び要素２２０は、例えば熱膨張作用の違いを補償するために、構造体の任意の要素の間に要求される。相互連結体１１０と遮熱体１３０との間の熱伝達作用を最小化するために、表面処理、例えば反射面が利用され得る。適用例が本発明の正確な実施形態を決定するのが明らかである。
【００４６】
本発明が特定の好適な実施形態の観点から説明されたものの、当業者に明白な他の実施形態も本発明の範囲内に含まれる。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照することのみによって明確化されることが意図される。変形例が説明され、図示されたものの、これら変形例は、単に本発明の例示にすぎず、いかなる意味にも本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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