JPH0674675A - Laminate body heat exchanger and manufacture thereof - Google Patents

Laminate body heat exchanger and manufacture thereof

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JPH0674675A
JPH0674675A JP23073392A JP23073392A JPH0674675A JP H0674675 A JPH0674675 A JP H0674675A JP 23073392 A JP23073392 A JP 23073392A JP 23073392 A JP23073392 A JP 23073392A JP H0674675 A JPH0674675 A JP H0674675A
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JP
Japan
Prior art keywords
fin
heat exchanger
flow path
openings
laminated body
Prior art date
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Application number
JP23073392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Rohin Ou
魯濱 王
Hiroshi Mizukami
浩 水上
Katsumi Kuno
勝美 久野
Tomiya Sasaki
富也 佐々木
Hideo Iwasaki
秀夫 岩崎
Koichiro Kawano
浩一郎 川野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0674675A publication Critical patent/JPH0674675A/en
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a laminate body heat exchanger and a manufacture thereof which has no drop in the efficiency of the heat exchanger because of the effect of a contact heat resistance while achieving a handy designing of a production process and a reduction in production costs. CONSTITUTION:A laminate body heat exchanger has a plurality of slits formed parallel on a sheet comprising a high thermal conductive material such as copper and aluminum and a pin fin part 5 built up with a part left between slits. A fin element 1 which is provided with a rectangular hole 6 to form a refrigerant passage is laminated on both end sides in the longitudinal direction (vertical way) of the pin fin part 5 through a spacer 2 provided with a rectangular hole 7 alone corresponding to the rectangular hole 6 for forming the refrigerant passage of the fin element 1 so that the rectangular holes 6 and 7 form continuous through passages 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複数のフィン要素等を
積層して構成される積層体熱交換器及び積層体熱交換器
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laminated heat exchanger constructed by laminating a plurality of fin elements and the like, and a method for manufacturing the laminated heat exchanger.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は、従来のピンフィン放熱器を用い
て構成された熱交換器の概略を示すものである。ここで
は、複数の放熱用フィン要素を積層して成るピンフィン
放熱器101と冷媒流路用の配管102とが交互に配置
され、両者の接続部が半田等で一体に接合されることに
より熱交換器が構成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 9 schematically shows a heat exchanger constructed by using a conventional pin fin radiator. Here, a pin fin radiator 101 formed by stacking a plurality of fins for heat radiation and a pipe 102 for a refrigerant flow path are alternately arranged, and the connecting portions of both are integrally joined by solder or the like to perform heat exchange. Vessels are configured.

【0003】このように、従来の熱交換器においては、
拡大伝熱面を構成する放熱器と冷媒流路用の配管とを別
個に製造し、その後の工程で半田等により両者を一体に
接合して製造されるため、放熱器と配管との間に生じる
接触熱抵抗の影響により熱交換効率が低下するという大
きな問題があった。
As described above, in the conventional heat exchanger,
Since the radiator that constitutes the expanded heat transfer surface and the piping for the refrigerant flow path are manufactured separately, and the two are integrally joined by soldering or the like in the subsequent process, the radiator and the piping are There is a big problem that the heat exchange efficiency is lowered due to the influence of the contact thermal resistance that occurs.

【0004】また、上記した接触熱抵抗の影響を極力抑
えるために、放熱器と配管との接合方法を工夫する必要
があり、熱交換器の製造工程が複雑化するとともに製造
コストも増加するという問題もあった。
Further, in order to suppress the above-mentioned influence of the contact thermal resistance as much as possible, it is necessary to devise a joining method of the radiator and the pipe, which complicates the manufacturing process of the heat exchanger and increases the manufacturing cost. There was also a problem.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の熱交換器においては、接触熱抵抗の影響による熱交換
効率の低下や、製造工程の複雑化並びに製造コストの増
加等の問題があった。
As described above, in the conventional heat exchanger, there are problems that the heat exchange efficiency is lowered due to the influence of the contact heat resistance, the manufacturing process is complicated, and the manufacturing cost is increased. It was

【0006】そこで、本発明では、上記問題を解決し、
接触熱抵抗の影響による熱交換器効率の低下がなく、か
つ、製造工程の簡易化並びに製造コストの低減が図れる
積層体熱交換器及び積層体熱交換器の製造方法を提供す
ることを目的とする。
Therefore, the present invention solves the above problems,
An object of the present invention is to provide a laminated body heat exchanger and a method for producing a laminated body heat exchanger in which the heat exchanger efficiency does not decrease due to the influence of contact thermal resistance, and the production process can be simplified and the production cost can be reduced. To do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、熱伝導材で形成された板状部材にフィ
ン部及び開口部を設けたフィン要素を、スペーサ要素を
介して、前記開口部が連続した貫通流路を構成するよう
に複数積層して成ることを特徴とする積層体熱交換器、
前記フィン部は前記板状部材にスリットを複数形成する
ことにより構成されることを特徴とする積層体熱交換
器、及び前記フィン部は、実質的に複数のピン状フィン
から構成されることを特徴とする積層体熱交換器を提供
する。
In order to achieve the above object, in the present invention, a fin element having fins and openings formed in a plate-shaped member formed of a heat conductive material is provided with a spacer element, A laminate heat exchanger, characterized in that a plurality of the openings are laminated so as to form a continuous through flow path,
The fin portion is configured by forming a plurality of slits in the plate-shaped member, and the fin portion is substantially composed of a plurality of pin-shaped fins. Provided is a featured laminate heat exchanger.

【0008】また、熱伝導材で形成された板状部材にフ
ィン部及び開口部を設けた第1のフィン要素及び第2の
フィン要素を、前記第1のフィン要素及び前記第2のフ
ィン要素の開口部が連続した貫通流路を構成するととも
に、双方のフィン部が互いに非接触な状態となるように
両フィン要素を交互に積層して成ることを特徴とする積
層体熱交換器、及び前記第1のフィン要素及び前記第2
のフィン要素を製造する工程と、この工程により製造さ
れた前記第1のフィン要素及び前記第2のフィン要素の
開口部が連続した貫通流路を構成するとともに、双方の
フィン部が互いに非接触な状態となるように両フィン要
素を交互に積層する工程と、この工程により積層された
前記第1のフィン要素及び前記第2のフィン要素の外面
または両者の接合部を一体的に接合して積層体を構成す
る工程と、を具備して成ることを特徴とする前記積層体
熱交換器の製造方法を提供する。
Further, the first fin element and the second fin element in which the fin portion and the opening portion are provided in the plate-like member formed of the heat conductive material are used as the first fin element and the second fin element. A laminated heat exchanger, characterized in that the openings of the fins constitute a continuous through flow path, and both fin elements are alternately laminated so that both fin portions are in a non-contact state with each other, and The first fin element and the second
Of the fin element and the openings of the first fin element and the second fin element manufactured by this step constitute a continuous through flow path, and both fin portions are not in contact with each other. So as to be in such a state that the fin elements are alternately laminated, and the outer surfaces of the first fin element and the second fin element laminated by this step or the joint portions of both are integrally joined. And a step of forming a laminated body, the method for manufacturing the laminated body heat exchanger.

【0009】さらに、熱伝導材で形成された板状部材に
複数の開口部を設けた第1の流路要素と、熱伝導材で形
成された板状部材に前記第1の流路要素の開口部と同数
の開口部を設けた第2の流路要素とを、前記第1の流路
要素及び前記第2の流路要素の開口部が該開口部と同数
の貫通流路を構成するとともに、前記流路内に複数の凸
部が形成されるように交互に積層して成ることを特徴と
する積層体熱交換器、及び熱伝導材で形成された板状部
材に複数の開口部を設けた前記第1の流路要素及び前記
第2の流路要素を製造する工程と、この工程により製造
された前記第1の流路要素及び前記第2の流路要素の開
口部が該開口部と同数の貫通流路を構成するとともに、
前記流路内に複数の凸部が形成されるように両流路要素
を交互に積層する工程と、この工程により積層された前
記第1の流路要素及び前記第2の流路要素の外面または
両者の接合部を一体的に接合して積層体を構成する工程
と、を具備して成ることを特徴とする前記積層体熱交換
器の製造方法を提供する。
Further, a first flow path element in which a plurality of openings are provided in a plate-like member formed of a heat conductive material and a plate-like member formed of a heat conductive material in the first flow path element are provided. A second flow path element having the same number of openings as the openings, and the openings of the first flow path element and the second flow path element constitute the same number of through flow paths as the openings. In addition, a laminate heat exchanger characterized by being alternately laminated so that a plurality of convex portions are formed in the flow path, and a plurality of openings in a plate member formed of a heat conductive material. A step of manufacturing the first flow path element and the second flow path element provided with, and the openings of the first flow path element and the second flow path element manufactured by this step are While configuring the same number of through channels as the openings,
A step of alternately stacking both flow path elements so that a plurality of convex portions are formed in the flow path, and outer surfaces of the first flow path element and the second flow path element stacked by this step Or a step of integrally joining the joint portions of the both to form a laminated body, and a method for manufacturing the laminated body heat exchanger.

【0010】[0010]

【作用】本発明に係る積層体熱交換器を構成するフィン
要素は、板状部材にフィン部及び開口部を打ち抜き加工
やエッチング加工により形成したものであり、いかなる
サイズ、パターンのものでも容易に製作が可能である。
このため、熱交換器を構成するフィン部の製造工程を極
めて簡略化できるとともに、フィン部の大きさ並びに形
状を自由に設定することができる。また、上記フィン要
素をスペーサ等により所定の間隔を隔てて積層する際の
積層パターンは、熱交換器全体の構成を考えて、種々変
形が可能である。
The fin element constituting the laminate heat exchanger according to the present invention is a plate member having fins and openings formed by punching or etching. It can be manufactured.
Therefore, the manufacturing process of the fin portion constituting the heat exchanger can be extremely simplified, and the size and shape of the fin portion can be freely set. Further, the stacking pattern when stacking the fin elements at a predetermined interval with a spacer or the like can be variously modified in consideration of the configuration of the entire heat exchanger.

【0011】上記したフィン要素等を積層することによ
り構成される積層体熱交換器においては、そのフィン部
及び冷媒流路が単一部材から一体成形されているため、
両者間の接合部が存在せず、従来より問題となっていた
熱交換器のフィン部と冷媒流路との接合部における接触
熱抵抗の影響による熱交換効率の低下を排除することが
可能となる。また、積層体熱交換器のフィン部をピンフ
ィン構造にすることができるため、フィン前縁効果の有
効な発揮により、伝熱特性を一段と向上させることがで
きる。さらに、並流型、向流型あるいは直交流型の各流
路形式を有する熱交換器を、それぞれの用途に応じて構
築することも可能である。
In the laminate heat exchanger constructed by laminating the fin elements and the like described above, since the fin portion and the refrigerant flow passage are integrally molded from a single member,
Since there is no joint between the two, it is possible to eliminate the decrease in heat exchange efficiency due to the effect of contact thermal resistance at the joint between the fin portion of the heat exchanger and the refrigerant flow path, which has been a problem from the past. Become. Further, since the fin portion of the laminated body heat exchanger can have a pin fin structure, the heat transfer characteristics can be further improved by effectively exhibiting the fin leading edge effect. Furthermore, it is also possible to construct a heat exchanger having parallel flow type, counter flow type or cross flow type flow path types according to the respective applications.

【0012】フィン部の形状が異なる2種類のフィン要
素をスペーサ等を介さずに交互に積層することにより構
成される積層体熱交換器及びその製造方法によれば、積
層体熱交換器の製造工程を一層簡易化することができる
とともに、製造コストの低減を図ることが可能となる。
According to the laminated heat exchanger and the manufacturing method thereof, which are constituted by alternately laminating two kinds of fin elements having different fin portions, without interposing a spacer or the like, the laminated heat exchanger is manufactured. The process can be further simplified and the manufacturing cost can be reduced.

【0013】複数の開口部を有する少なくとも2種類の
流路要素を交互に積層することにより構成される積層体
熱交換器及びその製造方法によれば、積層体熱交換器の
製造工程を一層簡易化することができ、製造コストの低
減を図ることが可能となるとともに、積層体熱交換器の
貫通流路内部に形成される伝熱フィンに相当する複数の
凸部により、両流路間での熱交換効率を向上させること
が可能となる。
According to the laminated heat exchanger constituted by alternately laminating at least two kinds of flow path elements having a plurality of openings and the manufacturing method thereof, the manufacturing process of the laminated heat exchanger is further simplified. It is possible to reduce the manufacturing cost, and by using a plurality of convex portions corresponding to the heat transfer fins formed inside the through flow passage of the laminated body heat exchanger, between the both flow passages. It is possible to improve the heat exchange efficiency of.

【0014】[0014]

【実施例】本発明の実施例について、図面を参照しつつ
詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0015】図1は、本発明に係る積層体熱交換器を構
成するフィン要素等の概略を示したものである。ここ
で、図1(a)はフィン要素1、(b)はスペーサ2、
(c)は蓋部3をそれぞれ示している。
FIG. 1 is a schematic view of fin elements and the like constituting a laminated body heat exchanger according to the present invention. Here, FIG. 1A is a fin element 1, FIG. 1B is a spacer 2,
(C) has shown the lid part 3, respectively.

【0016】フィン要素1は、銅やアルミニウムなどの
良熱伝導材からなる薄板上に平行に複数形成されたスリ
ット4と、このスリット4の間に残存する部分で構成さ
れるピンフィン部5とを有する。また、このピンフィン
部5の長手方向(図中の上下方向)の両端側には、冷媒
流路を構成するための矩形孔6が設けられている。
The fin element 1 comprises a plurality of slits 4 formed in parallel on a thin plate made of a good heat conducting material such as copper or aluminum, and a pin fin portion 5 constituted by a portion remaining between the slits 4. Have. Further, rectangular holes 6 for forming a refrigerant flow path are provided at both ends of the pin fin portion 5 in the longitudinal direction (vertical direction in the drawing).

【0017】スペーサ2も銅やアルミニウムなどの良熱
伝導材からなる薄板から構成され、上記したフィン要素
1の冷媒流路を構成するための矩形孔6に相当する矩形
孔7のみが設けられている。
The spacer 2 is also made of a thin plate made of a good heat conductive material such as copper or aluminum, and is provided with only a rectangular hole 7 corresponding to the rectangular hole 6 for forming the refrigerant passage of the fin element 1 described above. There is.

【0018】上記したスリット5及び矩形孔6,7は、
打ち抜き加工やエッチング加工により薄板上に形成され
るので、いかなるサイズ、パターンのものでも容易に製
作が可能である。このため、熱交換器を構成するフィン
部の製造工程を極めて簡略化できるとともに、フィン部
の大きさ並びに形状を自由に設定することができる。な
お、図中の円で囲んだ部分8,9及び蓋部3の詳細につ
いては後述する図4において説明する。
The slit 5 and the rectangular holes 6 and 7 described above are
Since it is formed on a thin plate by punching or etching, it can be easily manufactured in any size and pattern. Therefore, the manufacturing process of the fin portion constituting the heat exchanger can be extremely simplified, and the size and shape of the fin portion can be freely set. Details of the portions 8 and 9 and the lid portion 3 surrounded by circles in the figure will be described later with reference to FIG.

【0019】図2は、上記したフィン要素1をスペーサ
2を介して積層する際の概略を示したものである。図2
(a)に示すように、フィン要素1の間にスペーサ2を
挟むようなかたちで、フィン要素1とスペーサ2を交互
に積層してゆく。その際、フィン要素1の矩形孔6とス
ペーサ2の矩形孔7とが一致するようにし、所定の枚数
が積層されたのち上記矩形孔6,7が連続した貫通流路
を構成するようにする。
FIG. 2 shows an outline of stacking the fin elements 1 described above via the spacers 2. Figure 2
As shown in (a), the fin elements 1 and the spacers 2 are alternately laminated so that the spacers 2 are sandwiched between the fin elements 1. At this time, the rectangular hole 6 of the fin element 1 and the rectangular hole 7 of the spacer 2 are aligned with each other, and after the predetermined number of layers are stacked, the rectangular holes 6 and 7 form a continuous through flow path. .

【0020】積層されたフィン要素1及びスペーサ2
は、その周面もしくは両者の接触部で接合され、積層体
熱交換器を構成する。これらの接合は、圧着や拡散接合
や半田付けまたは銀ロウ付けあるいは接着剤等により容
易に達成できる。なお、周面接合の場合には、レーザや
電子ビーム等を用いた溶融接合を行うことができる。
Fin element 1 and spacer 2 stacked
Are joined at their peripheral surfaces or at the contact portions of the two to form a laminated body heat exchanger. These joints can be easily achieved by pressure bonding, diffusion joining, soldering, silver brazing, or an adhesive. In the case of the peripheral surface bonding, fusion bonding using a laser, an electron beam or the like can be performed.

【0021】また、図2(b)に示すように、スペーサ
2のかわりにピンフィン部5が重ならないようにスライ
ドさせたかたちでフィン要素1どうしを直接積層しても
良い。このように積層することにより、2段のピンフィ
ン部5を有する積層体熱交換器を構成することができ
る。このようにフィン要素1並びにスペーサ2の積層パ
ターンは、熱交換器全体の構成を考えて、種々変形が可
能である。
Further, as shown in FIG. 2B, the fin elements 1 may be directly laminated instead of the spacers 2 by sliding so that the pin fin portions 5 do not overlap each other. By laminating in this way, a laminated body heat exchanger having two stages of pin fin portions 5 can be configured. As described above, the lamination pattern of the fin elements 1 and the spacers 2 can be variously modified in consideration of the configuration of the entire heat exchanger.

【0022】図3は、上記したような方法によりフィン
要素1及びスペーサ2を積層することにより構成され
た、本発明に係る積層体熱交換器の第1実施例を示した
ものである。図に示すように、本実施例に係る積層体熱
交換器10は、ピンフィン構造を有するフィン部11及
び冷媒流路12から構成される。本実施例では、フィン
要素1等の積層方向と平行に冷媒流路12が設けられる
ことになる。
FIG. 3 shows a first embodiment of a laminated heat exchanger according to the present invention, which is constructed by laminating the fin elements 1 and the spacers 2 by the above method. As shown in the figure, the laminated body heat exchanger 10 according to the present embodiment includes a fin portion 11 having a pin fin structure and a coolant passage 12. In this embodiment, the coolant flow passage 12 is provided in parallel with the stacking direction of the fin elements 1 and the like.

【0023】ここで、フィン部11と冷媒流路12と
は、単一部材から一体成形されているため、両者間に接
合部は存在しない。このため、従来より問題となってい
たフィン部11と冷媒流路12との接合部における接触
熱抵抗の影響による熱交換効率の低下を排除することが
可能となる。
Since the fin portion 11 and the coolant passage 12 are integrally formed from a single member, there is no joint portion between them. Therefore, it is possible to eliminate the decrease in heat exchange efficiency due to the influence of the contact thermal resistance at the joint between the fin portion 11 and the refrigerant flow path 12, which has been a problem in the past.

【0024】また、積層体熱交換器10のフィン部11
をピンフィン構造にすることができるため、フィン前縁
効果の有効な発揮により、伝熱特性を一段と向上させる
ことができる。
Further, the fin portion 11 of the laminated body heat exchanger 10
Can have a pin fin structure, so that the heat transfer characteristics can be further improved by effectively exhibiting the fin leading edge effect.

【0025】さらに、冷媒流路12内における冷媒の流
れ方向(図中の黒矢印13の方向)に対して、フィン部
11を流れる流体の流れ方向を、図中の白矢印14,1
5,16のいずれかに設定することにより、並流型、向
流型あるいは直交流型の各流路形式を有する熱交換器
を、それぞれの用途に応じて構築することも可能であ
る。
Further, with respect to the flow direction of the coolant in the coolant flow path 12 (the direction of the black arrow 13 in the figure), the flow direction of the fluid flowing through the fin portion 11 is represented by the white arrows 14 and 1 in the figure.
It is possible to construct a heat exchanger having a parallel flow type, a counter flow type or a cross flow type flow path type according to each application by setting it to either 5 or 16.

【0026】図4は、本発明に係る積層体熱交換器の第
1実施例の変形例を示したものである。本変形例は、図
3に示したものと同様に、上記したフィン要素1とスペ
ーサ2を交互に積層したのち、図3においては冷却流路
12の出入口を構成している部分を、図1(c)に示し
た蓋部3により封止するとともに、図1(a),(b)
においてフィン要素1及びスペーサ2の円で囲んだ部分
8,9を除去することにより、フィン要素1等の積層方
向と直行する方向に冷却流路17を形成した構成を有す
る。
FIG. 4 shows a modified example of the first embodiment of the laminated body heat exchanger according to the present invention. In this modified example, similarly to the one shown in FIG. 3, after the fin elements 1 and the spacers 2 described above are alternately laminated, the portion forming the inlet and outlet of the cooling flow passage 12 in FIG. 1 (a) and 1 (b) while sealing with the lid portion 3 shown in FIG.
In, the cooling passages 17 are formed in a direction perpendicular to the stacking direction of the fin elements 1 and the like by removing the circled portions 8 and 9 of the fin elements 1 and the spacers 2.

【0027】本変形例においても、図3に示した実施例
の場合と同様に、冷媒流路12内における冷媒の流れ方
向(図中の黒矢印13の方向)に対して、フィン部11
を流れる流体の流れ方向を、図中の白矢印14,15,
16のいずれかに設定することにより、並流型、向流型
あるいは直交流型の各流路形式を有する熱交換器を、そ
れぞれの用途に応じて構築することも可能である。
Also in the present modification, as in the case of the embodiment shown in FIG. 3, the fin portion 11 is oriented with respect to the flow direction of the refrigerant in the refrigerant passage 12 (the direction of the black arrow 13 in the drawing).
The flow direction of the fluid flowing through is indicated by the white arrows 14, 15,
By setting it to any one of 16, it is possible to construct a heat exchanger having a parallel flow type, a counter flow type, or a cross flow type flow path type according to each application.

【0028】図5は、本発明の実施例に係る積層体熱交
換器を構成するフィン要素の他のパターン、及びそれを
用いて積層体熱交換器を構成する際のフィン要素の積層
方法を示したものである。
FIG. 5 shows another pattern of fin elements constituting the laminated body heat exchanger according to the embodiment of the present invention, and a fin element laminating method at the time of constituting a laminated body heat exchanger using the fin element. It is shown.

【0029】図5(a)に示すように、フィン要素21
は、図1に示したフィン要素1と同様に、銅やアルミニ
ウムなどの良熱伝導材からなる薄板上に平行に複数形成
されたスリット22と、このスリット22の間に残存す
る部分で構成されるピンフィン部23とを有する。ここ
で、フィン要素21のパターンは、図1(a)に示した
フィン要素1において、スリット4を構成している部分
とピンフィン部5を構成している部分とを相互逆に配置
した形状を有する。また、このピンフィン部23の長手
方向の両端部には、冷媒流路を構成するための矩形孔2
4が設けられている。
As shown in FIG. 5A, the fin element 21
Like the fin element 1 shown in FIG. 1, is composed of a plurality of slits 22 formed in parallel on a thin plate made of a good heat conductive material such as copper or aluminum, and a portion remaining between the slits 22. And a pin fin portion 23. Here, the pattern of the fin element 21 has a shape in which, in the fin element 1 shown in FIG. 1A, the portion forming the slit 4 and the portion forming the pin fin portion 5 are arranged in reverse. Have. In addition, at both ends of the pin fin portion 23 in the longitudinal direction, rectangular holes 2 for forming a refrigerant flow path are formed.
4 are provided.

【0030】ここで、フィン要素21におけるピンフィ
ン部23の幅がフィン要素1のスリット4の幅よりも小
さくなるように両フィン要素1,21の形状を設定した
場合、図5(b)に示すように、フィン要素21とフィ
ン要素1とをスペーサ等を介さずに積層することにより
構成される積層体熱交換器においても、フィン部の流路
を確保することができる。これにより、上記積層方法に
よれば、2種類のフィン要素を交互に積層するだけで熱
交換器を構成することができ、その製造工程を一層簡易
化することができるとともに、製造コストの低減を図る
ことが可能となる。
Here, when the shape of both fin elements 1 and 21 is set so that the width of the pin fin portion 23 of the fin element 21 is smaller than the width of the slit 4 of the fin element 1, it is shown in FIG. 5 (b). As described above, even in the laminated body heat exchanger configured by laminating the fin element 21 and the fin element 1 without a spacer or the like, the flow path of the fin portion can be secured. As a result, according to the stacking method described above, the heat exchanger can be configured by simply stacking two types of fin elements alternately, the manufacturing process thereof can be further simplified, and the manufacturing cost can be reduced. It is possible to plan.

【0031】なお、フィン要素を積層して積層体熱交換
器を構成する際の接合方法、並びに積層体熱交換器全体
の構成に関しては、上記した図2乃至図4の場合と同様
である。
The joining method when the fin elements are laminated to form the laminated body heat exchanger, and the overall constitution of the laminated body heat exchanger are the same as those in FIGS. 2 to 4 described above.

【0032】以上説明したような積層体熱交換器におい
ては、フィン要素のパターンを適宜変形させることによ
り、フィン部の形状並びに配列パターンを、その用途に
応じて種々変更することが可能である。例えば、積層体
熱交換器25のフィン部26を構成するピンフィンの配
列パターンが、図6(a)に示す千鳥配列もしくは図6
(b)に示すような階段状配列となるようにフィン要素
を積層することにより、流体の流れ方向に関して下流側
に位置するピンフィンにも流体が衝突するようにして積
層体熱交換器25の伝熱特性をさらに向上させることも
可能である。図7は、本発明に係る積層体熱交換器の第
2実施例を示したものであり、図7(a)はその正面
図、図7(b)はそのA−A断面図をそれぞれ表してい
る。
In the laminated heat exchanger as described above, the shape and arrangement pattern of the fin portion can be variously changed by appropriately changing the pattern of the fin element. For example, the arrangement pattern of the pin fins forming the fin portion 26 of the laminated body heat exchanger 25 is a staggered arrangement shown in FIG.
By stacking the fin elements in the stepwise arrangement as shown in (b), the fluid of the stacked body heat exchanger 25 is made to collide with the pin fins located on the downstream side in the fluid flow direction. It is also possible to further improve the thermal characteristics. 7A and 7B show a second embodiment of the laminated body heat exchanger according to the present invention. FIG. 7A is a front view thereof, and FIG. 7B is a sectional view taken along the line AA. ing.

【0033】本実施例においては、ふたつの貫通流路を
構成するための矩形孔28,29を有する2種類の流路
要素30,31を交互に積層することにより積層体熱交
換器27を構成する。ここで、流路要素30,31に設
けられる矩形孔28,29は、それぞれ同一形状のもの
であり、図7(a)の実線部及び一部破線部で示される
ように、互いに図中の上下方向にシフトした位置に設け
られている。このような流路要素30,31を交互に積
層することにより、図7(b)に示すような断面形状を
有する貫通流路32,33が形成され、この両貫通流路
内を流動する流体間で熱交換が行われる。図に示すよう
に、貫通流路32,33の内部には、伝熱フィンに相当
する複数の凸部34が構成され、これにより、両貫通流
路間での熱交換効率を向上させることが可能となる。な
お、流路要素30,31を積層して熱交換器を構成する
際の接合方法、並びに貫通流路内を流動する流体の流れ
方向等は、上記した図2乃至図4に示した場合と同様で
ある。
In this embodiment, the laminate heat exchanger 27 is constructed by alternately laminating two kinds of flow path elements 30, 31 having rectangular holes 28, 29 for forming two through flow paths. To do. Here, the rectangular holes 28 and 29 provided in the flow path elements 30 and 31, respectively, have the same shape, and as shown by the solid line part and partly broken line part in FIG. It is provided at a position that is vertically shifted. By alternately stacking such flow path elements 30 and 31, through flow paths 32 and 33 having a cross-sectional shape as shown in FIG. 7B are formed, and a fluid flowing in both through flow paths. Heat exchange takes place between them. As shown in the figure, a plurality of convex portions 34 corresponding to the heat transfer fins are formed inside the through passages 32 and 33, whereby the heat exchange efficiency between both through passages can be improved. It will be possible. The joining method when stacking the flow path elements 30 and 31 to form a heat exchanger, the flow direction of the fluid flowing in the through flow path, and the like are the same as those shown in FIGS. 2 to 4 described above. It is the same.

【0034】図8は、図7に示した本発明に係る積層体
熱交換器の第2実施例の変形例を示したものである。な
お、図7で示した部分と同一部分または同一機能を有す
る部分に関しては、同一番号を付すことにより重複説明
を省略することとする。
FIG. 8 shows a modification of the second embodiment of the laminate heat exchanger according to the present invention shown in FIG. Note that the same portions as those shown in FIG. 7 or portions having the same function are denoted by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted.

【0035】本変形例は、ふたつの貫通流路を構成する
ための矩形孔28,29の形状を流路要素30,31で
それぞれ変えることにより、図7に示した場合と同様の
効果を得ようとしたものである。
In this modification, the same effect as that shown in FIG. 7 is obtained by changing the shapes of the rectangular holes 28 and 29 for forming the two through flow paths by the flow path elements 30 and 31, respectively. It was an attempt.

【0036】以上説明した本発明に係る積層体熱交換器
の第2実施例においても、流路要素30,31上に設け
られる矩形孔28,29は、打ち抜き加工やエッチング
加工により薄板上に形成されるので、いかなるサイズ、
パターンのものでも容易に製作が可能である。また、ふ
たつの貫通流路32,33の間に接触部が存在しないこ
とから、接触熱抵抗の影響による熱交換効率の低下を防
止した熱交換器を構築することができる。さらに、本実
施例では、少なくとも2種類の流路要素を交互に積層す
るだけで熱交換器を構成できるため、その製造工程を一
層簡易化することができるとともに、製造コストの低減
を図ることが可能となる。なお、本実施例においては、
ふたつの貫通流路を構成するような積層体熱交換器につ
いて説明したが、本発明はこの場合に限られず、複数の
貫通流路が構成されるように複数の開口部が設けられた
流路要素を積層して成る積層体熱交換器にも適用が可能
である。
Also in the second embodiment of the laminate heat exchanger according to the present invention described above, the rectangular holes 28 and 29 provided on the flow path elements 30 and 31 are formed on a thin plate by punching or etching. So any size,
It is possible to easily fabricate even patterns. Further, since there is no contact portion between the two through-flow passages 32 and 33, it is possible to construct a heat exchanger that prevents a decrease in heat exchange efficiency due to the effect of contact thermal resistance. Furthermore, in the present embodiment, the heat exchanger can be configured only by alternately stacking at least two types of flow path elements, so that the manufacturing process thereof can be further simplified and the manufacturing cost can be reduced. It will be possible. In this example,
Although the laminate heat exchanger that constitutes the two through-flow passages has been described, the present invention is not limited to this case, and a flow passage provided with a plurality of openings so that a plurality of through-flow passages are formed. It is also applicable to a laminated heat exchanger formed by stacking elements.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱交換器を構成するフィン部の製造工程を極めて簡略化
できるとともに、フィン部の大きさ並びに形状を自由に
設定することができ、また、フィン要素を積層する際の
積層パターンを、熱交換器全体の構成を考えて、種々変
形が可能である積層体熱交換器及びその製造方法を提供
することができる。
As described above, according to the present invention,
The manufacturing process of the fin portion constituting the heat exchanger can be extremely simplified, the size and shape of the fin portion can be freely set, and the stacking pattern for stacking the fin elements can be set to the heat exchanger. It is possible to provide a laminate heat exchanger that can be variously modified and a method for manufacturing the same in consideration of the overall configuration.

【0038】また、フィン部と冷媒流路あるいは複数の
貫通流路が互いに単一部材から一体成形されることによ
り、従来より問題となっていた接触熱抵抗の影響による
熱交換器効率の低下を排除することが可能な積層体熱交
換器を提供することができる。
Further, since the fin portion and the coolant passage or the plurality of through passages are integrally formed from a single member, the heat exchanger efficiency is lowered due to the influence of contact thermal resistance, which has been a problem in the prior art. It is possible to provide a laminate heat exchanger that can be eliminated.

【0039】さらに、少なくとも2種類のフィン要素を
スペーサ等を介さずに交互に積層するだけで積層体熱交
換を構成できる製造方法の提供により、製造工程を一層
簡易化することができるとともに、製造コストの低減を
図ることが可能となる。
Furthermore, the manufacturing process can be further simplified and the manufacturing process can be further simplified by providing the manufacturing method in which the laminated body heat exchange can be constituted only by alternately stacking at least two kinds of fin elements without interposing the spacers or the like. It is possible to reduce the cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る積層体熱交換器を構成するフィン
要素、スペーサ、及び蓋部の概略を示した図。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a fin element, a spacer, and a lid portion that constitute a laminated body heat exchanger according to the present invention.

【図2】フィン要素をスペーサを介して積層する際の概
略図。
FIG. 2 is a schematic view of stacking fin elements via spacers.

【図3】本発明に係る積層体熱交換器の第1実施例を示
す図。
FIG. 3 is a diagram showing a first embodiment of a laminated body heat exchanger according to the present invention.

【図4】本発明に係る積層体熱交換器の第1実施例の変
形例を示す図。
FIG. 4 is a view showing a modified example of the first embodiment of the laminated body heat exchanger according to the present invention.

【図5】本発明に係る積層体熱交換器を構成するフィン
要素の他のパターン、及びそれを用いて積層体熱交換器
を構成する際のフィン要素の積層方法を示した図。
FIG. 5 is a diagram showing another pattern of fin elements constituting the laminate heat exchanger according to the present invention, and a fin element stacking method when constructing a laminate heat exchanger using the fin pattern.

【図6】本発明の実施例に係る積層体熱交換器のフィン
部を構成するピンフィンの配列パターンを示す図。
FIG. 6 is a diagram showing an arrangement pattern of pin fins constituting a fin portion of the laminated body heat exchanger according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明に係る積層体熱交換器の第2実施例を示
す図。
FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the laminated body heat exchanger according to the present invention.

【図8】本発明に係る積層体熱交換器の第2実施例の変
形例を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a modified example of the second embodiment of the laminated body heat exchanger according to the present invention.

【図9】従来の熱交換器の概略を示す図。FIG. 9 is a diagram showing an outline of a conventional heat exchanger.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21 フィン要素 2 スペーサ 3 蓋部 4,22 スリット 5,23 ピンフィン部 6,7,24,28,29 矩形孔 10,27 積層体熱交換器 11,18 フィン部 12,17 冷媒流路 30,31 流路要素 1,21 Fin element 2 Spacer 3 Lid part 4,22 Slit 5,23 Pin fin part 6,7,24,28,29 Rectangular hole 10,27 Laminated heat exchanger 11,18 Fin part 12,17 Refrigerant flow path 30 , 31 Channel element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 富也 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 岩崎 秀夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 川野 浩一郎 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Tomiya Sasaki 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside Toshiba Research Institute Co., Ltd. (72) Hideo Iwasaki Toshiba, Komukai-shi, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 in the city, Toshiba Research Institute, Inc. (72) Inventor Koichiro Kawano No. 1 in Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside the Toshiba Research Institute, Inc.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱伝導材で形成された板状部材にフィン
部及び開口部を設けたフィン要素を、スペーサ要素を介
して、前記開口部が連続した貫通流路を構成するように
複数積層して成ることを特徴とする積層体熱交換器。
1. A plurality of fin elements, each having a fin portion and an opening portion provided in a plate-shaped member formed of a heat conductive material, are stacked through a spacer element so that the opening portion forms a continuous flow passage. A laminated body heat exchanger comprising:
【請求項2】 前記フィン部は前記板状部材にスリット
を複数形成することにより構成されることを特徴とする
請求項1記載の積層体熱交換器。
2. The laminate heat exchanger according to claim 1, wherein the fin portion is formed by forming a plurality of slits in the plate member.
【請求項3】 前記フィン部は、実質的に複数のピン状
フィンから構成されることを特徴とする請求項1記載の
積層体熱交換器。
3. The laminated body heat exchanger according to claim 1, wherein the fin portion is substantially composed of a plurality of pin-shaped fins.
【請求項4】 熱伝導材で形成された板状部材にフィン
部及び開口部を設けた第1のフィン要素及び第2のフィ
ン要素を、前記第1のフィン要素及び前記第2のフィン
要素の開口部が連続した貫通流路を構成するとともに、
双方のフィン部が互いに非接触な状態となるように両フ
ィン要素を交互に積層して成ることを特徴とする積層体
熱交換器。
4. A first fin element and a second fin element in which a fin portion and an opening are provided in a plate-shaped member formed of a heat conductive material, the first fin element and the second fin element. Along with the opening of the continuous flow path,
A laminated body heat exchanger, characterized in that both fin elements are alternately laminated so that both fin portions are not in contact with each other.
【請求項5】 前記第1のフィン要素及び前記第2のフ
ィン要素を製造する工程と、この工程により製造された
前記第1のフィン要素及び前記第2のフィン要素の開口
部が連続した貫通流路を構成するとともに、双方のフィ
ン部が互いに非接触な状態となるように両フィン要素を
交互に積層する工程と、この工程により積層された前記
第1のフィン要素及び前記第2のフィン要素の外面また
は両者の接合部を一体的に接合して積層体を構成する工
程と、を具備して成ることを特徴とする積層体熱交換器
の製造方法。
5. A step of manufacturing the first fin element and the second fin element, and a continuous penetration of the openings of the first fin element and the second fin element manufactured by this step. A step of alternately stacking both fin elements so that both fin portions are in a non-contact state while forming a flow path, and the first fin element and the second fin stacked in this step And a step of integrally joining the outer surfaces of the elements or the joining portions of the two to form a laminate, the method for producing a laminate heat exchanger.
【請求項6】 熱伝導材で形成された板状部材に複数の
開口部を設けた第1の流路要素と、熱伝導材で形成され
た板状部材に前記第1の流路要素の開口部と同数の開口
部を設けた第2の流路要素とを、前記第1の流路要素及
び前記第2の流路要素の開口部が該開口部と同数の貫通
流路を構成するとともに、前記貫通流路内に複数の凸部
が形成されるように交互に積層して成ることを特徴とす
る積層体熱交換器。
6. A first flow path element having a plurality of openings formed in a plate-shaped member formed of a heat conductive material, and a first flow path element of the first flow path element formed in a plate-shaped member formed of a heat conductive material. A second flow path element having the same number of openings as the openings, and the openings of the first flow path element and the second flow path element constitute the same number of through flow paths as the openings. At the same time, the laminated body heat exchanger is characterized by being alternately laminated so that a plurality of convex portions are formed in the through flow passage.
【請求項7】 熱伝導材で形成された板状部材に複数の
開口部を設けた前記第1の流路要素及び前記第2の流路
要素を製造する工程と、この工程により製造された前記
第1の流路要素及び前記第2の流路要素の開口部が該開
口部と同数の貫通流路を構成するとともに、前記流路内
に複数の凸部が形成されるように両流路要素を交互に積
層する工程と、この工程により積層された前記第1の流
路要素及び前記第2の流路要素の外面または両者の接合
部を一体的に接合して積層体を構成する工程と、を具備
して成ることを特徴とする積層体熱交換器の製造方法。
7. A step of manufacturing the first flow path element and the second flow path element in which a plurality of openings are provided in a plate-shaped member formed of a heat conductive material, and a step of manufacturing by this step. The openings of the first flow path element and the second flow path element constitute the same number of through flow paths as the openings, and both flow paths are formed so that a plurality of convex portions are formed in the flow path. A step of alternately laminating the channel elements and an outer surface of the first channel element and the second channel element laminated by this step, or a joint portion of the both are integrally joined to form a laminated body. The manufacturing method of the laminated body heat exchanger characterized by including the process.
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