CN113646886A - 板层叠型热交换器 - Google Patents
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Abstract
缓和板层叠型热交换器中的热应力向流量限制部附近的集中，并防止由其引起的疲劳破坏。在流量限制部也设置有与流路相同的开口部，从而降低与流路部分之间的刚性差。
Description
技术领域
本发明涉及与半导体元件等热交换对象物进行热交换的板层叠型热交换器。
背景技术
下述专利文献1所记载的层叠型散热器通过将并列有多个孔的第一冲孔板和第二冲孔板层叠，并用外壳将外周嵌罩而成。并且，在外壳的表面安装有半导体元件等发热体，并利用在外壳内流通的制冷剂对该发热体进行冷却。
在将多个发热体相互分离地配置于外壳的表面时，为了将各发热体高效地冷却，需要使制冷剂在此集中并流通。
于是，在不存在发热体的位置未设置供制冷剂流通的孔，由此仅向发热体部分供给制冷剂，而进行高效的冷却。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：WO2017/047825 A1公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在不具有制冷剂流通用的孔的部分的刚性与具有孔的部分的刚性之间产生差别，因此存在如下担忧：因与该散热器的使用、停止相伴的冷热循环而产生的热应力集中在不具有孔的部分与具有孔的部分的边界附近，并在该附近的钎焊部产生由疲劳破坏引起的龟裂。
另外，也存在如下担忧：不具有孔的部分的钎料向具有孔的部分流出，并使该孔堵塞。
于是，本发明的课题在于解决这种问题点。
用于解决课题的方案
技术方案1所记载的本发明是一种板层叠型热交换器，其具备：
芯4，其具有平坦的多个金属制的第一冲孔板2和第二冲孔板3，所述第一冲孔板2和所述第二冲孔板3分别以交替地二维并列的方式贯穿设置有多个开口部1a和非开口部1b，各冲孔板2、3相互层叠，并且相邻的各冲孔板2、3的各开口部1a相互在平面方向上位置错开；以及
外壳6，其嵌罩该芯4的外周，且在内部具有所流通的流体的歧管部5，
这些各部件间被一体地钎焊固定，在外壳6的外表面安装有热交换对象物，
所述板层叠型热交换器具有多个流体的流路9，所述流路9供流体一边在第一冲孔板2、第二冲孔板3的各开口部1a内沿厚度方向蜿蜒行进，一边作为整体在平面方向上流通，
所述板层叠型热交换器的特征在于，
各所述流路9从芯4的一端朝向另一端相互平行地形成，
在与所述流路9正交的方向的中间位置存在与相邻的所述流路9并列且对流体的流通进行限制的限制部10，
在所述限制部10中，在所述第一冲孔板2和第二冲孔板3以交替地二维并列的方式贯穿设置有多个所述开口部1a和非开口部1b，并且设置有将流体的流通方向的至少一部分闭塞而阻止所述流体的流通的阻止部11。
技术方案2所记载的本发明是一种板层叠型热交换器，其具备：
芯4，其具有平坦的多个金属制的第一冲孔板2、第二冲孔板3，所述第一冲孔板2和所述第二冲孔板3分别以交替地二维并列的方式贯穿设置有多个开口部1a和非开口部1b，两冲孔板2、3相互接触地层叠，并且相邻的两冲孔板2、3的各开口部1相互在平面方向上位置错开；以及
外壳6，其嵌罩该芯4的外周，且在内部具有所流通的流体的歧管部5，
这些各部件间被一体地钎焊固定，在外壳6的外表面安装有热交换对象物，
所述板层叠型热交换器具有多个流体的流路9，所述流路9供流体一边在两冲孔板2、3的各开口部1内沿厚度方向蜿蜒行进，一边作为整体在平面方向上流通，
所述板层叠型热交换器的特征在于，
各所述流路9从芯4的一端朝向另一端相互平行地形成，
在与所述流路9正交的方向的芯4的中间位置存在与相邻的所述流路9并列且对流体的流通进行限制的限制部10，
对于所述限制部10，与相邻的所述流路9同样地，并列有流体的第二流路12，其长度延长得比相邻的流路的流路长度长，其流路阻力形成得比相邻的所述流路9大。
技术方案3所记载的本发明根据技术方案2所记载的板层叠型热交换器，其特征在于，所述第二流路12从芯4的一端朝向另一端折返，从而所述第二流路12的流路长度延长得比相邻的流路9的流路长度长。
发明效果
在技术方案1所记载的发明中，在与流体的各流路9正交的方向的中间位置存在与流路9并列且对流体的流通进行限制的限制部10，
在该限制部10中，在第一冲孔板2和第二冲孔板3以交替地二维并列的方式贯穿设置有多个开口部1a和非开口部1b，并且设置有将流体的流通方向的至少一部分闭塞而阻止流体的流通的阻止部11。
这样，通过在限制部10设置阻止流体的流通的阻止部11，能够将流体向其他的必要的流路9供给而与热交换对象物有效地进行热交换。并且，通过在限制部10设置开口部1a，从而与其他部分之间的刚性差降低，因此能够防止由冷热循环引起的龟裂的产生。并且，限制部10处的过剩的钎料被存在于此的开口部1a吸收，因此能够防止钎料从限制部10向流路9的流出。
在技术方案2所记载的发明中，在芯4的与各流路9正交的方向的中间位置存在与相邻的流路9并列且对流体的流通进行限制的限制部10，
对于该限制部10，与相邻的所述流路9同样地，并列有流体的第二流路12，其长度延长得比相邻的流路的流路长度长，其流路阻力形成得比相邻的所述流路9大。
这样，通过使限制部10的流路阻力比相邻的所述流路9大，能够向流路9供给充分的流体并且也向限制部10供给流体，因此能够根据由热交换对象物产生的热分布对热交换对象物有效地进行热交换。并且，通过使限制部10与相邻的所述流路9同样地并列有流体的第二流路12，从而降低与其他部分之间的刚性差，因此能够防止由冷热循环引起的龟裂的产生。并且，限制部10处的过剩的钎料被存在于此的开口部1a吸收，因此能够防止钎料从限制部10向流路9的流出。
技术方案3所记载的发明在上述结构的基础上，该第二流路12折返，从而延长得比相邻的流路9的流路长度长。
通过这样，容易地形成流路长度长且流通阻力大的第二流路，并能够调整流体向各流路的分配。通过该调整，能够实现与各位置的发热量、吸热量的大小相应的适当的热交换。即，能够在发热量、吸热量比较小的部分实现与其相应的比较少的热交换。
附图说明
图1的(A)是本发明的板层叠型热交换器的主要部分立体图，图1的(B)是其芯4的俯视图。
图2是该热交换器的分解立体图。
图3是本发明的第二实施例的板层叠型热交换器的分解立体图。
图4的(A)是本发明的第三实施例的俯视图，图4的(B)是图4的(A)中的B部放大图。
图5是示出该第三实施例的作用的立体图。
具体实施方式
接着，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
实施例1
图1、图2是本发明的第一实施例的板层叠型热交换器，图1的(A)是其芯4的主要部分立体图，图1的(B)是芯4的整体的俯视图(B)。另外，图2是该实施例的分解立体图。
在该热交换器中，将彼此开口部1a的位置不同的第一冲孔板2与第二冲孔板3层叠而构成芯4，并用外壳6将芯4的外周嵌罩。并且，在外壳6的内部形成有歧管部5，将各部件间一体地钎焊固定而构成热交换器，在该外壳6的外表面安装有发热体7。
即，第一冲孔板2与第二冲孔板3分别由交替地二维并列有多个开口部1a和非开口部1b的金属板构成。并且，第一冲孔板2与第二冲孔板3的开口部1a相互在平面方向上位置错开。并且，具有流路9，该流路9供制冷剂8在第一冲孔板2和第二冲孔板3的各开口部1a内沿厚度方向蜿蜒行进，并且作为整体在平面方向上流通。该流路9从芯4的一端朝向另一端相互平行地形成。并且，在与流路9正交的方向的中间位置存在与相邻的流路9并列且对制冷剂8的流通进行限制的限制部10。
该限制部10与相邻的流路9同样地，通过第一冲孔板2与第二冲孔板3交替地贯穿设置多个开口部1a与非开口部1b而成。并且，该限制部10设置有将制冷剂8的流通方向的至少一部分闭塞而阻止制冷剂8的流通的阻止部11。
在该例子中，如图1及图2所示，在各板的宽度方向两端位置形成有阻止部11，由此阻止制冷剂8的流通。
作用
在图2中，收纳芯4的外壳6包括：外壳主体6a，其形成为盘状；以及端盖6b，其将外壳主体6a的开口闭塞。在外壳主体6a沿宽度方向相互分离地配置有一对管道17。并且，在将芯4收纳于外壳主体6a时，在芯4的宽度方向两端形成歧管部5。并且，从一方的管道17流入的制冷剂8在芯4的宽度方向上流通。
此时，在图1的(A)中，制冷剂8一边在上下交替层叠的第一冲孔板2与第二冲孔板3之间在上下方向上蜿蜒行进，一边在平面上作为整体沿直线方向流通。
在该例子中，在图2中端盖6b的外表面的、隔开间隔排列的多个发热体7的中间部位置，配置有图1中的限制部10的阻止部11。该限制部10虽然如前述那样与并列的其他流路9同样地交替形成有开口部1a和非开口部1b，但是其两端部被阻止部11闭塞。因此，制冷剂8不在该限制部10流通。制冷剂8仅在除了该限制部10以外的各流路9流通。并且，与制冷剂8不在限制部10流通相应地，制冷剂8被分配给其他流路9。由此，制冷剂8被高效地分配给发热体7所存在的位置并促进热交换器。
并且，在限制部10所存在的位置也形成有多个开口部1a、非开口部1b，因此在限制部10的位置与其他位置，其结构大致相同，且刚性也大致相同。因此，在将各第一冲孔板2与第二冲孔板3钎焊而形成热交换器时，不会产生钎料的局部过多、钎料堵塞。并且，在限制部10部分不会发生与热交换器的运转中的冷热循环相伴的龟裂的产生。
实施例2
接着，图3是本发明的第二实施例，该实施例与所述实施例不同的点是，外壳6及芯4的形状。
在芯4的上下两面具有顶板15以及底板14。并且，各板间一体地钎焊固定。在该例子中，在构成芯4的各冲孔板一体形成有歧管5。
形成于该芯4的限制部10及阻止部11与所述实施例相同。
实施例3
接着，图4是本发明的第三实施例，图4的(A)是该芯4的俯视图，图4的(B)是主要部分俯视图且是图4的(A)的B部放大图，图5是示出其作用的说明图。
该例子与图1的例子不同的点是，两者的限制部10的结构的不同。
在图1中，作为限制部10，闭塞开口部1a的阻止部11存在于流通方向的两端。与此相对，在图4的例子中，限制部10形成第二流路12，在此处制冷剂8在平面方向上折返地流通，其长度与其他流路9相比较长，且流通阻力增加。即，与相邻的制冷剂8的流路9相比，流路较长。
在该例子中，在图2中的相邻的发热体7的中间位置如图4所示配置有第二流路12。对于该第二流路12，在芯4的两端处的折返孔16处流路折返而使其长度变长。
作为一例，在该例子中与其他流路9的长度相比成为3倍的长度。相应地，制冷剂8的流路阻力变大。然而，由于制冷剂8也在第二流路12中流通，因此在图2的相邻的发热体7的缘部也促进热交换。并且，在第一冲孔板2、第二冲孔板3分别形成有开口部1a、非开口部1b，在限制部10中也具有大致与其他部分相同的结构，能够应对热循环。并且，在各板的钎焊时不会发生孔眼堵塞。
其他实施例
在上述的第三实施例中，通过在限制部10中，将第二流路12在芯4的两端处的折返孔16折返而使第二流路12的长度比流路9长，但也可以代替折返，而在限制部10中，使开口部1a及非开口部1b的流体的流通方向的长度比流路9的情况短且使它们交替地贯穿设置更多个，并使第二流路12在第一冲孔板2与第二冲孔板3的层叠方向上蜿蜒行进更多次，由此使第二流路12的长度比流路9长。
上述的各实施例的板层叠型热交换器用于利用制冷剂(流体)对发热体(热交换对象物)进行冷却，但不限于该用途，也能够将作为流体的制冷剂替代为温热流体，而将本发明的板式热交换器用于对热交换对象物进行加热的用途。
附图标记说明
1a 开口部
1b 非开口部
2 第一冲孔板
3 第二冲孔板
4 芯
5 歧管部
6 外壳
6a 外壳主体
6b 端盖
7 发热体
8 制冷剂
9 流路
10 限制部
11 阻止部
12 第二流路
13 爪部
14 底板
15 顶板
16 折返孔
17 管道。
Claims (3)
1.一种板层叠型热交换器，其具备：
芯(4)，其具有平坦的多个金属制的第一冲孔板(2)和第二冲孔板(3)，所述第一冲孔板(2)和所述第二冲孔板(3)分别以交替地二维并列的方式贯穿设置有多个开口部(1a)和非开口部(1b)，各冲孔板(2、3)相互层叠，并且相邻的各冲孔板(2、3)的各开口部(1a)相互在平面方向上位置错开；以及
外壳(6)，其嵌罩该芯(4)的外周，且在内部具有所流通的流体的歧管部(5)，
这些各部件间被一体地钎焊固定，在外壳(6)的外表面安装有热交换对象物(7)，
所述板层叠型热交换器具有多个流体的流路(9)，所述流路(9)供流体(8)一边在第一冲孔板(2)、第二冲孔板(3)的各开口部(1a)内沿厚度方向蜿蜒行进，一边作为整体在平面方向上流通，
所述板层叠型热交换器的特征在于，
各所述流路(9)从芯(4)的一端朝向另一端相互平行地形成，
在与所述流路(9)正交的方向的中间位置存在与相邻的所述流路(9)并列且对流体的流通进行限制的限制部(10)，
在所述限制部(10)中，在所述第一冲孔板(2)和第二冲孔板(3)以交替地二维并列的方式贯穿设置有多个所述开口部(1a)和非开口部(1b)，并且设置有将流体的流通方向的至少一部分闭塞而阻止所述流体(8)的流通的阻止部(11)。
2.一种板层叠型热交换器，其具备：
芯(4)，其具有平坦的多个金属制的第一冲孔板(2)、第二冲孔板(3)，所述第一冲孔板(2)和所述第二冲孔板(3)分别以交替地二维并列的方式贯穿设置有多个开口部(1a)和非开口部(1b)，两冲孔板(2、3)相互接触地层叠，并且相邻的两冲孔板(2、3)的各开口部(1)相互在平面方向上位置错开；以及
外壳(6)，其嵌罩该芯(4)的外周，且在内部具有所流通的流体的歧管部(5)，
这些各部件间被一体地钎焊固定，在外壳(6)的外表面安装有热交换对象物(7)，
所述板层叠型热交换器具有多个流体的流路(9)，所述流路(9)供流体(8)一边在两冲孔板(2、3)的各开口部(1)内沿厚度方向蜿蜒行进，一边作为整体在平面方向上流通，
所述板层叠型热交换器的特征在于，
各所述流路(9)从芯(4)的一端朝向另一端相互平行地形成，
在与所述流路(9)正交的方向的芯(4)的中间位置存在与相邻的所述流路(9)并列且对流体的流通进行限制的限制部(10)，
对于所述限制部(10)，与相邻的所述流路(9)同样地，并列有流体的第二流路(12)，其长度延长得比相邻的流路的流路长度长，其流路阻力形成得比相邻的所述流路(9)大。
3.根据权利要求2所述的板层叠型热交换器，其特征在于，
所述第二流路(12)从芯(4)的一端朝向另一端折返，从而所述第二流路(12)的流路长度延长得比相邻的流路(9)的流路长度长。
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