JP2002250572A - Heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger

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JP2002250572A
JP2002250572A JP2001046850A JP2001046850A JP2002250572A JP 2002250572 A JP2002250572 A JP 2002250572A JP 2001046850 A JP2001046850 A JP 2001046850A JP 2001046850 A JP2001046850 A JP 2001046850A JP 2002250572 A JP2002250572 A JP 2002250572A
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JP
Japan
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flow path
heat exchanger
flow
channel
rib portion
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JP2001046850A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Onishi
徹夫 大西
Norio Takahashi
典夫 高橋
Isao Shibata
勲 柴田
Kazuya Makino
一也 牧野
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Sumco Techxiv Corp
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Komatsu Electronic Metals Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/12Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/20Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/204Heat transfer, e.g. cooling by the use of microcircuits

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger having a channel and a shape in the channel for agitating flow in upper and lower directions without increasing pressure loss and manufacturing costs, and drastically improving the heat transfer characteristics on the bottom surface, or on the channel bottom surface and channel upper surface. SOLUTION: The channel 125a of a water-cooling plate 110a has a zigzag shape including a section where a straight section continues, circles the entire region of an area where a heat generation element is arranged on the surface of the heat transfer surface of the water-cooling plate 110a, and is formed in a position relationship where the section between adjacent channels allow fluid to flow in different directions. Every two rib sections 70 having a shape of a hand drum are arranged continuously at each constant interval in each straight channel. The rib sections 7 induce a secondary three-dimensional turbulence flow in upper and lower directions to the main current of fluid (heat radiation water) flowing through the channel 125a at the downstream side to improve heat transfer characteristics by releasing the boundary layer on the bottom surface of the channel.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱電モジュールの
上下に対向配置され、該モジュールの上側及び下側の各
接合板の発熱または冷却駆動に対して内部の流路を流れ
る流体を介して熱交換を行う熱交換器に係わり、特に、
流路内上下壁面の熱伝達特性を向上させるための流路及
び流路内形状の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermoelectric module which is disposed oppositely above and below a thermoelectric module, and which generates heat or cools the bonding plates on the upper and lower sides of the module via a fluid flowing through an internal flow path. Involved in the exchange heat exchanger,
The present invention relates to a flow path for improving heat transfer characteristics of upper and lower wall surfaces in a flow path and an improvement in a shape in the flow path.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、半導体製造ラインにおけるシリ
コンウェハの洗浄等に用いられる超純水や各種薬液、あ
るいは同ラインにおける半導体基板エッチング用のレジ
ストパターン剥離に使用する有機溶剤等の各種流体を冷
却あるいは加熱して一定温度の流体を得るための素子と
して、ペルチェ効果を利用して冷却、加熱を行う電子冷
熱素子(サーモモジュール)が知られている。
2. Description of the Related Art For example, various fluids such as ultrapure water and various chemicals used for cleaning a silicon wafer in a semiconductor manufacturing line or organic solvents used for stripping a resist pattern for etching a semiconductor substrate in the line are cooled or cooled. BACKGROUND ART As an element for heating to obtain a fluid at a constant temperature, an electronic cooling / heating element (thermo module) that performs cooling and heating using the Peltier effect is known.

【0003】サーモモジュールは、N型とP型の半導体
素子(熱電素子)を縦及び横方向に交互に複数並べたう
えで、隣接する素子同士を上側と下側の接合板(金属電
極)で電気的に直列接続となるよう相互に接合したもの
である。
In a thermo module, a plurality of N-type and P-type semiconductor elements (thermoelectric elements) are alternately arranged in the vertical and horizontal directions, and adjacent elements are joined by upper and lower bonding plates (metal electrodes). These are joined together so as to be electrically connected in series.

【0004】このサーモモジュールに対して、N型から
P型の方向に直流電流を流すと、上側の接合板は冷却し
て周囲から熱を奪い、下側の接合板は発熱して周囲に熱
を放出するように動作する。
When a DC current flows from the N-type to the P-type in this thermo module, the upper joint plate cools and removes heat from the surroundings, and the lower joint plate generates heat and heats the surroundings. Operates to emit.

【0005】そこで、上述した各種流体を例えば冷却す
る場合には、サーモモジュールの上側の接合板面に冷却
対象の流体(循環水)が通る流路を持つ熱交換器(熱交
換板)を当接させる一方、下側の接合板面には放熱水が
通る流路を持つ熱交換器(水冷板)を当接させた熱交換
ユニットを用意し、このユニット内のサーモモジュール
に対して上述した通電制御を行い、この時に冷却される
上側の接合板面を介して熱交換板の流路を流れる循環水
を目標温度まで冷却する一方、この冷却により奪われた
熱を下側の水冷板の流路を流れる放熱水を介して放出さ
せるようにしている。
In order to cool the above-mentioned various fluids, for example, a heat exchanger (heat exchange plate) having a flow path through which a fluid to be cooled (circulating water) passes on the upper joining plate surface of the thermomodule is applied. On the other hand, a heat exchange unit (water cooling plate) having a flow path through which facility water passes is provided on the lower joining plate surface, and a heat exchange unit in this unit is described above. The energization control is performed to cool the circulating water flowing through the flow path of the heat exchange plate to the target temperature through the upper joining plate surface cooled at this time, and the heat taken by this cooling to the lower water cooling plate. The water is discharged through the facility water flowing through the flow path.

【0006】このように、サーモモジュールの上下に熱
交換器を対向配置して成る熱交換ユニットでは、熱交換
器が高い熱伝達特性を持つことが望まれ、特に、サーモ
モジュールと熱交換器が上下に配列されている構造上、
流路内上下壁面上の熱伝達率が高いことが望まれる。
[0006] As described above, in the heat exchange unit in which the heat exchanger is disposed above and below the thermo module, it is desired that the heat exchanger has high heat transfer characteristics. Due to the structure arranged up and down,
It is desired that the heat transfer coefficient on the upper and lower wall surfaces in the flow path be high.

【0007】一方、この種の熱交換ユニットにおいて、
上述した熱伝達特性を阻害する要因として、熱交換器の
流路の直線部分の上流側で流路壁面に沿って境界層が発
生し、これが直線部分の下流側に行くに従って成長し、
流路壁面が境界層に覆われて壁面における熱伝達率が低
下するという現象がある。
On the other hand, in this type of heat exchange unit,
As a factor that hinders the above-described heat transfer characteristics, a boundary layer occurs along the flow path wall on the upstream side of the linear portion of the flow path of the heat exchanger, and grows as it goes downstream of the linear portion,
There is a phenomenon that the flow path wall surface is covered with the boundary layer and the heat transfer coefficient on the wall surface is reduced.

【0008】このような現象に起因する熱伝達率低下を
回避する対策を講じた従来の熱交換器としては、例え
ば、特願昭58−16191号公報記載のものや、実開
昭60−21890号公報に記載のもの等が知られてい
る。
As a conventional heat exchanger taking measures to avoid a decrease in the heat transfer coefficient caused by such a phenomenon, for example, a heat exchanger described in Japanese Patent Application No. 58-16191 or Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 60-21890. And the like are known.

【0009】このうち、特願昭58−16191号公報
記載のものでは、伝熱管の一部を平面化し、その内周壁
に環状の突起部11を設けている。
[0009] Of these, in Japanese Patent Application No. 58-16191, a part of the heat transfer tube is flattened, and an annular projection 11 is provided on the inner peripheral wall thereof.

【0010】しかしながら、この構造では、突起部11
により乱流を発生し得るものの、該突起部11が内周壁
全面に環状に形成されているため、流路内上下壁面上の
熱伝達率向上に効果的な二次流れを誘起し得ず、また圧
力損失の上昇のみを招来するおそれがあった。
However, in this structure, the protrusion 11
Although the turbulent flow can be generated by this, the secondary flow that is effective for improving the heat transfer coefficient on the upper and lower wall surfaces in the flow channel cannot be induced because the protrusions 11 are formed annularly on the entire inner peripheral wall, Further, there is a possibility that only an increase in pressure loss is caused.

【0011】また、実開昭60−21890号公報記載
のものでは、乱流促進体の流れの方向背面部に突起高さ
の0.15mm以上の高低差を持つ高さの低い別の促進体
を設けている。
[0011] Further, in Japanese Unexamined Utility Model Publication No. Sho 60-21890, another accelerator having a low height having a height difference of 0.15 mm or more at the rear side in the flow direction of the turbulence accelerator is provided. Is provided.

【0012】しかしながら、この構造も、流路内の上下
方向の二次的な三次元攪乱流を積極的に誘起し得るもの
ではなく、流路内上下壁面上の熱伝達率向上に貢献し得
なかった。また、乱流促進体を形状の異なる複数の部材
を用いて製作するため、製作時の加工性が悪く、これが
製造コストを増大させ、装置全体の価格対効果を低下さ
せることになった。
However, this structure cannot positively induce a secondary three-dimensional turbulent flow in the vertical direction in the flow channel, and can contribute to the improvement of the heat transfer coefficient on the upper and lower wall surfaces in the flow channel. Did not. Further, since the turbulence promoting body is manufactured using a plurality of members having different shapes, the workability at the time of manufacturing is poor, which increases the manufacturing cost and lowers the cost effectiveness of the entire apparatus.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の熱
交換器では、上下方向(サーモモジュールとの配列方
向)の二次的な三次元攪乱流を効果的に誘起し得る流路
構造を有するものはなく、流路内上下壁面上の熱伝達率
増大の割合が低いという問題点があった。
As described above, in the conventional heat exchanger, a flow path structure capable of effectively inducing a secondary three-dimensional turbulent flow in the vertical direction (in the direction of arrangement with the thermomodule) is provided. There was no problem, and there was a problem that the rate of increase in the heat transfer coefficient on the upper and lower wall surfaces in the flow channel was low.

【0014】また、乱流促進体の形状が内周壁に環状に
形成されていたり、複数の部材から形成されているため
に、圧力損失が増大する割に熱伝達率の増大効果が得ら
れないおそれがあったり、加工性悪化に起因する製造コ
スト増を招くという問題点があった。
Further, since the turbulence promoting body is formed in an annular shape on the inner peripheral wall or formed of a plurality of members, the effect of increasing the heat transfer coefficient cannot be obtained despite the increase in pressure loss. There is a problem that there is a possibility that the manufacturing cost will increase due to the deterioration of workability.

【0015】本発明は上述の問題点を解消し、圧力損失
や製造コストを増大させることなく流路内の上下方向に
流れを攪乱せしめ、流路底面または流路底面及び流路上
面における熱伝達特性を大幅に向上させることができる
流路及び流路内形状を有する熱交換器を提供することを
目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems, disturbs the flow in the vertical direction in the flow path without increasing the pressure loss and the manufacturing cost, and reduces the heat transfer at the flow path bottom or the flow path bottom and the flow path top. It is an object of the present invention to provide a heat exchanger having a flow path and a shape inside the flow path that can significantly improve characteristics.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、熱電モジュールの上下に対
向配置され、該モジュールの上側及び下側の各接合板の
発熱または冷却駆動に対して内部の流路を流れる流体を
介して熱交換を行う熱交換器において、前記流路内に、
当該流路を流れる前記流体に下流側で流路内の上下方向
の二次的な三次元攪乱流を誘起せしめるリブ部を形成し
たことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is arranged so that upper and lower sides of a thermoelectric module are opposed to each other, and heat generation or cooling of each of upper and lower bonding plates of the module is performed. In a heat exchanger that performs heat exchange via a fluid flowing through an internal flow path with respect to the flow path,
A rib portion for inducing a secondary three-dimensional turbulent flow in a vertical direction in the flow path on the downstream side of the fluid flowing through the flow path is formed.

【0017】請求項2記載の発明は、上記請求項1記載
の発明において、前記流路は、直線部分が連続する個所
を含む蛇行した形状を有し、前記リブ部は、前記流路の
直線部分が連続する個所に一定間隔毎に複数個連続して
形成されることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the flow path has a meandering shape including a portion where a straight line portion is continuous, and the rib portion is a straight line of the flow path. It is characterized in that a plurality of portions are continuously formed at a predetermined interval at continuous portions.

【0018】請求項3記載の発明は、上記請求項1また
は2記載の発明において、前記リブ部は、前記流路の底
面から該流路の深さに満たないほぼ均一な高さを有し、
かつ流体の流れる方向の幅が前記流路の両側壁に当接す
る部分から該流路の中心部にかけて不均一な三次元形状
の突起体から成ることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the rib portion has a substantially uniform height from the bottom surface of the flow channel to a depth less than the depth of the flow channel. ,
Further, it is characterized in that the width of the fluid in the direction of flow is formed from three-dimensional projections that are non-uniform from the portions in contact with both side walls of the flow channel to the center of the flow channel.

【0019】請求項4記載の発明は、上記請求項3記載
の発明において、前記リブ部は、鼓型、楔型、菱形、梯
子型若しくはこれら各々の片側ほぼ半分を切削した形状
のうちのいずれかの形状から成ることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the rib portion is any one of a drum shape, a wedge shape, a diamond shape, a ladder shape, and a shape obtained by cutting substantially half of each side thereof. It is characterized by having such a shape.

【0020】請求項5記載の発明は、上記請求項4記載
の発明において、前記鼓型のリブ部は、切削工具を三次
元方向に移動して回転切刃により前記流路を切削加工す
る際、前記回転切刃による切削深さを前記流路より浅く
制御することにより該流路と一体に形成されることを特
徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the above-mentioned fourth aspect, the hourglass-shaped rib portion is used when the cutting tool is moved in a three-dimensional direction to cut the flow path by a rotary cutting blade. The cutting depth of the rotary cutting blade is controlled to be shallower than that of the flow path, thereby being formed integrally with the flow path.

【0021】請求項6記載の発明は、上記請求項4記載
の発明において、前記楔型、菱形、梯子型若しくはこれ
ら各々の片側ほぼ半分を切削した形状のリブ部は、切削
工具を三次元方向に移動して回転切刃により前記流路を
切削加工する際、前記回転切刃による切削深さを前記流
路より浅く制御することにより該流路と一体に形成され
た鼓型リブ部を、異なる径の回転切刃により更に切削加
工することにより形成されることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the invention of the fourth aspect, the wedge-shaped, diamond-shaped, or ladder-shaped or substantially one-sided rib portion of each of them is formed by cutting the cutting tool in a three-dimensional direction. When moving the rotary cutting blade to cut the flow path, the drum-shaped rib portion formed integrally with the flow path by controlling the cutting depth by the rotary cutting blade to be shallower than the flow path, It is characterized by being formed by further cutting with a rotary cutting blade having a different diameter.

【0022】請求項7記載の発明は、上記請求項1また
は2記載の発明において、前記流路は、当該熱交換器の
伝熱面表面の熱電素子配置エリア全域に巡らされ、かつ
隣接する流路間が互いに異なる方向に流体を流し得る位
置関係となるように形成されることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the first or the second aspect of the present invention, the flow path is formed so as to extend around the entire thermoelectric element arrangement area on the surface of the heat transfer surface of the heat exchanger. It is characterized in that the passages are formed so as to have a positional relationship in which fluid can flow in different directions.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0024】図1は、本発明に係わる熱交換ユニット1
00の上面図であり、図2は図1における熱交換ユニッ
ト100の右側面図である。
FIG. 1 shows a heat exchange unit 1 according to the present invention.
FIG. 2 is a right side view of the heat exchange unit 100 in FIG.

【0025】図1及び図2に示すように、この熱交換ユ
ニット100は、熱交換器(水冷板)110aと熱交換
器(熱交換板)110bとの間にサーモモジュール50
と該サーモモジュール50の外周全周を包囲するOリン
グ60とを狭持した構造を有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the heat exchange unit 100 includes a thermo module 50 between a heat exchanger (water cooling plate) 110a and a heat exchanger (heat exchange plate) 110b.
And an O-ring 60 surrounding the entire outer periphery of the thermo module 50.

【0026】熱交換板110bにはボルト貫通孔111
b,112b,113b,114b,115b,116
b,117b,118b,119bが設けられる。これ
らボルト貫通孔111b,112b,113b,114
b,115b,116b,117b,118b,119
bからそれぞれ貫通させた各締付ボルトを対向する水冷
板110aに設けられたねじ孔111a,112a,1
13a,114a,115a,116a,117a,1
18a,119a(図3参照)にねじ込むことで、水冷
板110aと熱交換板110bとを所定の締付力で固定
することができる。
The heat exchange plate 110b has bolt through holes 111
b, 112b, 113b, 114b, 115b, 116
b, 117b, 118b, and 119b are provided. These bolt through holes 111b, 112b, 113b, 114
b, 115b, 116b, 117b, 118b, 119
b, screw holes 111a, 112a, 1 provided in the opposed water cooling plate 110a.
13a, 114a, 115a, 116a, 117a, 1
By screwing into the water cooling plates 18a and 119a (see FIG. 3), the water cooling plate 110a and the heat exchange plate 110b can be fixed with a predetermined tightening force.

【0027】なお、水冷板110aと熱交換板110b
を上述の如く固定するには、他に、締付ボルトとナット
を用いて締め付ける方法もある。
The water cooling plate 110a and the heat exchange plate 110b
Alternatively, there is another method of fixing the above using a tightening bolt and a nut.

【0028】この締め付け固定により、水冷板110
a、熱交換板110b、Oリング60及び後述する内側
Oリング61の4者間による気密スペースが形成され、
該スペース中にサーモモジュール50が封入されること
となる。
By this tightening and fixing, the water cooling plate 110
a, an airtight space is formed by the heat exchange plate 110b, the O-ring 60, and an inner O-ring 61 described below,
The thermo module 50 is sealed in the space.

【0029】サーモモジュール50を気密封入するの
は、熱交換ユニット100稼働時の水冷板110a側ま
たは熱交換板110b側が雰囲気空気の露点以下に下が
った場合に生じた結露が当該モジュール50に流れ込ま
ないように、また、湿った雰囲気がサーモモジュール5
0の周囲に連続的に浸入しないようにするための対策で
ある。
The thermo-module 50 is hermetically sealed because the condensation generated when the water-cooling plate 110a or the heat-exchange plate 110b drops below the dew point of the atmospheric air during the operation of the heat exchange unit 100 does not flow into the module 50. Like, the moist atmosphere is the thermo module 5
This is a measure to prevent continuous intrusion around zero.

【0030】本実施形態の熱交換ユニット100におい
て、水冷板110a及び熱交換板110bは、それぞ
れ、銅製のもので、内部に各々放熱水及び循環水を流す
流路125a及び125bを持ついわゆるCuジャケッ
ト式熱交換器である。
In the heat exchange unit 100 of the present embodiment, the water cooling plate 110a and the heat exchange plate 110b are made of copper, respectively, and have a so-called Cu jacket having channels 125a and 125b through which facility water and circulating water flow, respectively. It is a type heat exchanger.

【0031】水冷板110a及び熱交換板110bの流
路125a及び125bの端部には、それぞれ、(流体
入口121a,流体出口122a)、(流体入口121
b,流体出口122b)が形成される。
At the ends of the flow passages 125a and 125b of the water cooling plate 110a and the heat exchange plate 110b, respectively (a fluid inlet 121a and a fluid outlet 122a) and (a fluid inlet 121a).
b, a fluid outlet 122b) is formed.

【0032】熱交換板110bの流体入口121b,流
体出口122bには、それぞれ、冷却対象の循環水の流
入管,流出管(図示せず)が連結され、流入管より流体
入口121bに流入する循環水は熱交換板110b内の
流路125bを通り、流体出口122bから流出管に流
出される。
The fluid inlet 121b and the fluid outlet 122b of the heat exchange plate 110b are respectively connected to an inflow pipe and an outflow pipe (not shown) of the circulating water to be cooled, and the circulation flowing from the inflow pipe to the fluid inlet 121b. The water passes through the flow passage 125b in the heat exchange plate 110b, and flows out of the fluid outlet 122b to the outlet pipe.

【0033】また、水冷板110aの流体入口121
a,流体出口122aには、それぞれ、放熱水の流入
管,流出管(図示せず)が連結され、流入管より流体入
口121aに流入する放熱水は水冷板110a内の流路
125aを通り、流体出口122aから流出管に流出さ
れる。
The fluid inlet 121 of the water cooling plate 110a
a and a fluid outlet 122a are respectively connected to an inflow pipe and an outflow pipe (not shown) of facility water, and facility water flowing from the inflow pipe to the fluid inlet 121a passes through a flow path 125a in the water cooling plate 110a. The fluid is discharged from the fluid outlet 122a to the outlet pipe.

【0034】熱交換板110bは、水冷板110aの流
体入口121a,流体出口122aへの流入管,流出管
の配管スペース分だけ当該水冷板110aからオフセッ
トされた状態に取り付けられている。
The heat exchange plate 110b is attached to the water cooling plate 110a so as to be offset from the water cooling plate 110a by an amount corresponding to a piping space for the inflow pipe and the outflow pipe to the fluid inlet 121a and the fluid outlet 122a.

【0035】図3は、図2のA−A線による断面図であ
り、図4は同B−B線による断面図である。
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of FIG.

【0036】図3及び図4からも分かるように、水冷板
110aと熱交換板110bとの間には、外側のOリン
グ60の他、内側のOリング61も介在する。
As can be seen from FIGS. 3 and 4, between the water cooling plate 110a and the heat exchange plate 110b, an inner O-ring 61 is interposed in addition to the outer O-ring 60.

【0037】外側のOリング60は、水冷板110aの
ねじ孔112a,113a,114a,115a,11
6a,117a,118a,119a、及び熱交換板1
10bのボルト貫通孔112b,113b,114b,
115b,116b,117b,118b,119bの
内側ぎりぎりに納まる大きさで、かつこれら各孔を避け
るように(塞がないように)要所が蛇行された形状のも
のから成る。
The outer O-ring 60 is provided with screw holes 112a, 113a, 114a, 115a, 11 of the water cooling plate 110a.
6a, 117a, 118a, 119a and heat exchange plate 1
10b bolt through holes 112b, 113b, 114b,
115b, 116b, 117b, 118b, and 119b are of a size that fits just inside the inside, and have a meandering shape in which key points are meandered so as to avoid (not block) these holes.

【0038】内側のOリング61は熱交換板110bの
ボルト貫通孔111bより大きな径を持ち、該ボルト貫
通孔111b及び水冷板110aのねじ孔111aを同
心円状に包囲するように配置される。
The inner O-ring 61 has a larger diameter than the bolt through hole 111b of the heat exchange plate 110b, and is arranged so as to concentrically surround the bolt through hole 111b and the screw hole 111a of the water cooling plate 110a.

【0039】この外側のOリング60と内側のOリング
61との間のエリア内にサーモモジュール50が取り付
けられる。
The thermo module 50 is mounted in the area between the outer O-ring 60 and the inner O-ring 61.

【0040】サーモモジュール50は、P型熱電素子、
N型熱電素子とこれらを接合する電極板とにより構成さ
れる熱電素子対を複数備えて成るものであり、具体的に
は、N型熱電素子とP型熱電素子を縦及び横方向に交互
に複数対並べたうえで、隣接する素子同士を上側の接合
板(電極板)と下側の接合板とで電気的に直列接続とな
るよう相互に接合したものである。
The thermo module 50 includes a P-type thermoelectric element,
The thermoelectric element comprises a plurality of thermoelectric element pairs each composed of an N-type thermoelectric element and an electrode plate joining these elements. Specifically, the N-type thermoelectric element and the P-type thermoelectric element are alternately arranged in the vertical and horizontal directions. After arranging a plurality of pairs, adjacent elements are mutually joined by an upper joint plate (electrode plate) and a lower joint plate so as to be electrically connected in series.

【0041】上側の各接合板と下側の各接合板は、それ
ぞれ、上記熱電素子の配列エリアに対応した平面(以
下、上側接合板面、下側接合板面という)を構成する。
Each of the upper bonding plate and the lower bonding plate forms a plane (hereinafter, referred to as an upper bonding plate surface or a lower bonding plate surface) corresponding to the arrangement area of the thermoelectric elements.

【0042】図3において、水冷板110aの伝熱面表
面には、サーモモジュール50の例えば下側接合板面を
構成する複数の接合板501aが上述したOリング60
とOリング61との間のエリア全域(Oリング60,6
1の配設位置を避けて)に等密度で配置されている。
In FIG. 3, on the surface of the heat transfer surface of the water cooling plate 110a, a plurality of bonding plates 501a constituting, for example, a lower bonding plate surface of the thermo module 50 are provided with the above-mentioned O-ring 60.
And the entire area between the O-ring 61 (O-rings 60 and 6)
1 are arranged at an equal density.

【0043】水冷板110aの伝熱面表面に配置される
各接合板501aには、1つにつきそれぞれ一対ずつの
N型熱電素子502とP型熱電素子503が立設されて
おり、対向する側(上側)の接合板面の各接合板501
bにつながっている。
A pair of N-type thermoelectric elements 502 and P-type thermoelectric elements 503 are provided on each of the bonding plates 501a disposed on the heat transfer surface of the water cooling plate 110a. Each bonding plate 501 on the (upper) bonding plate surface
b.

【0044】同様に、図4において、熱交換板110b
の伝熱面表面には、サーモモジュール50の上側接合板
面を構成する複数の接合板501bがOリング60とO
リング61との間のエリア全域(Oリング60,Oリン
グ61の配設位置を避けて)に等密度で配置されてい
る。
Similarly, in FIG. 4, the heat exchange plate 110b
A plurality of bonding plates 501b constituting the upper bonding plate surface of the thermo module 50 are provided on the heat transfer surface of the O-ring 60 and the O-ring 60.
They are arranged at the same density over the entire area between the ring 61 and the area (avoiding the positions where the O-rings 60 and 61 are disposed).

【0045】熱交換板110bの伝熱面表面に配置され
る各接合板501bには、1つにつきそれぞれ一対のN
型熱電素子502とP型熱電素子503が立設されてお
り、対向する側(下側)の接合板面の各接合板501a
につながっている。
Each joining plate 501b disposed on the heat transfer surface of the heat exchange plate 110b has a pair of N
Type thermoelectric element 502 and a P-type thermoelectric element 503 are erected, and each of the joining plates 501a on the opposing (lower) joining plate surface
Is connected to

【0046】なお、水冷板110aの伝熱面表面への複
数の接合板501aの配置、熱交換板11bの伝熱面表
面への複数の接合板501bの配置に関しては、それぞ
れ、複数対の接合板501aまたは接合板501bで構
成される単位サーモモジュールを複数用意し、該複数対
単位のサーモモジュールを伝熱面表面に敷き並べること
によっても可能である。
The arrangement of the plurality of joint plates 501a on the surface of the heat transfer surface of the water cooling plate 110a and the arrangement of the plurality of joint plates 501b on the surface of the heat transfer surface of the heat exchange plate 11b are respectively described by plural pairs of joints. It is also possible to prepare a plurality of unit thermomodules composed of the plate 501a or the joining plate 501b, and to lay out the plural pairs of thermomodules on the surface of the heat transfer surface.

【0047】上記構造を有するサーモモジュール50の
末端部の2つの接合板501L(リード電極用:図3参
照)には、それぞれ、例えば正電極の電極棒131と負
電極の電極棒132が接続される。
For example, a positive electrode rod 131 and a negative electrode rod 132 are connected to the two joining plates 501L (for lead electrodes: see FIG. 3) at the ends of the thermo module 50 having the above structure. You.

【0048】この電極棒131,132間に直流電流を
流すことにより、熱交換板110b側の各接合板501
bが冷却され、これにより熱交換板110bが冷やさ
れ、当該熱交換板110b内の流路125bを流れる循
環水が冷却される。
When a direct current is passed between the electrode rods 131 and 132, each bonding plate 501 on the heat exchange plate 110b side is connected.
b is cooled, whereby the heat exchange plate 110b is cooled, and the circulating water flowing through the flow path 125b in the heat exchange plate 110b is cooled.

【0049】他方、水冷板110a側の各接合板501
aが発熱し、この熱が水冷板110aに伝わり、その中
の流路125aを流れる放熱水と熱交換され放熱され
る。
On the other hand, each joining plate 501 on the water cooling plate 110a side
a generates heat, and this heat is transmitted to the water cooling plate 110a, and heat is exchanged with radiating water flowing through the flow channel 125a therein to radiate heat.

【0050】また、電流方向を逆にすることで、発熱と
放熱が逆転するので、循環水の加熱も容易に行うことが
できる。
Further, by reversing the direction of the current, heat generation and heat radiation are reversed, so that the circulating water can be easily heated.

【0051】この熱交換ユニット100では、水冷板1
10a、熱交換板110bでの熱交換効率を高めるべ
く、上述した熱電素子502,503の配置構造に合わ
せてこれら水冷板110a、熱交換板110bの流路形
状にも工夫を凝らしている。
In the heat exchange unit 100, the water cooling plate 1
In order to enhance the heat exchange efficiency of the heat exchange plate 10a and the heat exchange plate 110b, the flow path shape of the water cooling plate 110a and the heat exchange plate 110b is also devised in accordance with the arrangement structure of the thermoelectric elements 502 and 503 described above.

【0052】図5は、本発明に係わる熱交換ユニット1
00の水冷板110aの流路125aの構造を示す図で
ある。
FIG. 5 shows a heat exchange unit 1 according to the present invention.
It is a figure which shows the structure of the flow path 125a of the water cooling plate 110a of No. 00.

【0053】なお、図5は、図3において、水冷板11
0aの上部の蓋板(薄い銅製の板材)105aと電極棒
131及び132を取り除いた状態の図に相当する。
FIG. 5 is a view similar to FIG.
0a corresponds to a view in which the upper cover plate (a thin copper plate material) 105a and the electrode rods 131 and 132 have been removed.

【0054】図5からも分かるように、この熱交換ユニ
ット100の水冷板110aには、流体入口121aか
ら送り込まれる放熱水を流体出口122aに送り出す流
路125aが、上述した熱電素子502,503の配設
域505をくまなく網羅するように巡らされ、場所によ
っては大きく蛇行した部分125a−1も設けられる。
As can be seen from FIG. 5, the water cooling plate 110a of the heat exchange unit 100 has a flow path 125a for sending out the radiating water sent from the fluid inlet 121a to the fluid outlet 122a. A loop 125a-1 is provided so as to cover the entire arrangement area 505, and a large meandering portion 125a-1 is provided in some places.

【0055】また、この水冷板110aの流路125a
は、基本的に、どの部分においても、隣接する流路(図
5では、2本分が1つの流路に当たる)が互いに異なる
方向に放熱水を流し得る形状に構成されている。
The flow channel 125a of the water cooling plate 110a
Basically, in any part, adjacent channels (two channels correspond to one channel in FIG. 5) are configured to be capable of flowing facility water in directions different from each other.

【0056】なお、図5に示す水冷板110aは、流路
125aが仕切板1251で2つに仕切られ、かつ該仕
切板1251の要所にスリット1252が設けられるタ
イプのものであるが、該スリット1252を持たない仕
切板1251を流路125a内に形成したタイプのもの
であっても良い。また、この仕切板構造は、熱交換板1
10bの流路125bにおいても同様に適用できるもの
である。
The water cooling plate 110a shown in FIG. 5 is of a type in which a flow path 125a is divided into two by a partition plate 1251 and slits 1252 are provided at important points of the partition plate 1251. A partition plate 1251 having no slit 1252 may be formed in the channel 125a. Further, this partition plate structure includes a heat exchange plate 1.
The same applies to the flow path 125b of 10b.

【0057】かかる流路構造(どの部分においても、隣
接する流路125aが互いに異なる方向に放熱水を流し
得る形状に構成される)を有する水冷板110aでは、
熱電素子配設域505に等密度配置された全ての熱電素
子502,503(図3参照)によって、上述した蛇行
部分125a−1を含む流路125aの全域で途切れの
ない熱交換作用が働くことになる。
In the water cooling plate 110a having such a flow path structure (in any part, the adjacent flow paths 125a are formed in such a shape that the facility water can flow in different directions).
All the thermoelectric elements 502 and 503 (see FIG. 3) arranged at the same density in the thermoelectric element installation area 505 provide a continuous heat exchange action in the entire area of the flow path 125a including the above-described meandering section 125a-1. become.

【0058】特に、この水冷板110aでは、例えば、
流体入口121aから取り込まれた直後の十分に冷却さ
れた放熱水に対して、隣接する流路を流れる放熱水つま
り流体出口122aへ流出される直前の放熱により加熱
された放熱水から熱が与えられ、逆に、流体出口122
aへ流出される直前の放熱により加熱された放熱水か
ら、隣接する流路を流れる放熱水つまり流体入口121
aから取り込まれた直後の十分に冷却された放熱水によ
って熱が奪われる。
In particular, in this water cooling plate 110a, for example,
Heat is given to the sufficiently cooled radiating water immediately after being taken in from the fluid inlet 121a from the radiating water flowing in the adjacent flow path, that is, the radiating water heated by the heat radiation immediately before flowing out to the fluid outlet 122a. , And conversely, the fluid outlet 122
a from the radiating water heated by the radiating heat immediately before flowing out to the a.
The heat is taken away by the sufficiently cooled facility water immediately after being taken in from a.

【0059】このような熱交換作用(熱相殺作用)が、
流路125aの全域で働く結果、水冷板110aの伝熱
面表面の温度分布を均一に保つことができ、これによ
り、併せて熱交換効率を高めることができる。
Such a heat exchange action (heat offset action)
As a result of working in the entire area of the flow path 125a, the temperature distribution on the heat transfer surface of the water cooling plate 110a can be kept uniform, and the heat exchange efficiency can be increased accordingly.

【0060】なお、水冷板110aに対向する熱交換板
110bにおいても、水冷板110aの流路125aと
同等の熱相殺作用をもたらし得る形状の流路125b
(図1の点線で示される部分)が形成される。
The heat exchange plate 110b facing the water cooling plate 110a also has a flow passage 125b having a shape capable of providing the same heat canceling action as the flow passage 125a of the water cooling plate 110a.
(A part shown by a dotted line in FIG. 1) is formed.

【0061】これにより、熱交換板110bでは、例え
ば、流体入口121bから取り込まれた直後の十分に冷
却されていない循環水に対して、隣接する流路を流れる
循環水つまり流体出口122bへ流出される直前の十分
に冷却された循環水からの冷却作用が働き、こうした作
用が流路125bの全域で働く結果、熱交換板110b
の伝熱面表面の温度分布を均一に保ちつつ、冷却効果を
高めることができる。
Thus, in the heat exchange plate 110b, for example, the circulating water that is not sufficiently cooled immediately after being taken in from the fluid inlet 121b is discharged to the circulating water flowing in the adjacent flow path, that is, the fluid outlet 122b. The cooling action from the sufficiently cooled circulating water immediately before the cooling works, and this action works in the entire area of the flow passage 125b, so that the heat exchange plate 110b
The cooling effect can be enhanced while maintaining a uniform temperature distribution on the heat transfer surface.

【0062】また、図5に示されるように、本発明の熱
交換ユニット100においては、水冷板110aの流路
125a内に複数のリブ部70が設けられる。
As shown in FIG. 5, in the heat exchange unit 100 of the present invention, a plurality of ribs 70 are provided in the flow passage 125a of the water cooling plate 110a.

【0063】図5におけるリブ部70は、上面から見た
状態が鼓型の形状を有するものである。このリブ部70
は、直線部分を含む蛇行した形状の流路125a中、直
線部分が連続する個所に、各直線流路につき2個ずつ一
定間隔毎に連続して配置されたものである。
The rib portion 70 in FIG. 5 has a drum shape when viewed from above. This rib portion 70
In the meandering flow path 125a including the linear portion, two linear flow passages are continuously arranged at a predetermined interval at a portion where the linear portion is continuous.

【0064】なお、このリブ部70は、後述する如く、
エンドミル200による流路125aの切削加工時、当
該流路125aの深さより浅い深さを持つように切削加
工され、当該流路125aと一体に形成されるものであ
る。
The rib portion 70 is formed as described below.
When the flow path 125a is cut by the end mill 200, the flow path 125a is cut so as to have a depth smaller than the depth of the flow path 125a, and is formed integrally with the flow path 125a.

【0065】このリブ部70は、流路125aを流れる
流体(この例では、循環水)に対し、流路壁面に沿った
境界層の発生、成長を抑えるように働く。
The ribs 70 serve to suppress the generation and growth of a boundary layer along the flow path wall surface with respect to the fluid (in this example, circulating water) flowing through the flow path 125a.

【0066】次に、このリブ部70による境界層抑制作
用について説明する。
Next, the function of the rib portion 70 to suppress the boundary layer will be described.

【0067】図6は、リブ部70が形成されて成る水冷
板110aの流路125aの構成を拡大して示す概念図
である。ここで、図6(a)は流路125aの上面図、
図6(b)は図6(a)のC−C線による概念断面図、
図6(c)は図6(a)のD−D線による概念断面図で
ある。
FIG. 6 is an enlarged conceptual diagram showing the configuration of the flow path 125a of the water cooling plate 110a having the ribs 70 formed thereon. Here, FIG. 6A is a top view of the flow channel 125a,
FIG. 6B is a conceptual cross-sectional view taken along line CC of FIG.
FIG. 6C is a conceptual sectional view taken along line DD of FIG. 6A.

【0068】図6に示すように、リブ部70は、流路1
25aの深さ方向〔同図(b)参照〕については、深さ
H1の当該流路125aの底面から高さH2(H1>H
2)に相当する厚みを有し、流路125a中の流体の流
れる方向〔同図(a)参照〕については、流路125a
の両側壁に当接する部分の幅が共にW1、流路125a
の中心部の幅がW2(W1>W2)でかつその間幅が流
路側壁から流路中心部にかけて漸次小さくなる(後述す
るエンドミル200の切刃200aの回転切削によりも
たらされる形状)三次元形状の突起体から成るものであ
る。
As shown in FIG. 6, the rib 70 is
In the depth direction of 25a (see FIG. 13B), the height H2 (H1> H) from the bottom surface of the flow path 125a at the depth H1.
2), and the flow direction of the fluid in the flow path 125a (see FIG.
The widths of the portions abutting on both side walls are both W1 and the flow path 125a.
Has a width of W2 (W1> W2), and the width therebetween gradually decreases from the side wall of the flow path to the center of the flow path (a shape brought about by rotary cutting of a cutting blade 200a of an end mill 200 described later). It consists of a projection.

【0069】また、図6の例においては、隣接するリブ
部70が距離W0だけ離間して形成されている。
In the example of FIG. 6, adjacent rib portions 70 are formed at a distance W0.

【0070】かかる構造を有するリブ部70は、流路1
25a内を矢印方向に流れる流体の流れ(flow)を
攪乱し、流路壁面での境界層の発生、成長を抑えると共
に、下に記す攪乱作用により伝熱面の熱伝達がさらに促
進される。
The rib portion 70 having such a structure is provided in the channel 1
The flow (flow) of the fluid flowing in the direction indicated by the arrow in the arrow 25a is disturbed, and the generation and growth of the boundary layer on the flow path wall surface are suppressed.

【0071】具体的に、リブ部70は、これに向かって
流路125aを流れてくる流体の主流をその下流側で流
路底面(Bottom wall)に再付着させる働きを成す。
Specifically, the rib portion 70 has a function of causing the main flow of the fluid flowing through the flow channel 125a toward the rib portion 70 to reattach to the bottom surface (Bottom wall) of the flow channel on the downstream side.

【0072】図6では、リブ部70の下流側で流路底面
に再付着する二次的な流れを符号80を付す点線により
示している。このリブ部70の下流側で誘起される二次
的な流れ80は、図6(a)〜(c)に示す如く、流体
の流れ方向に加えて更に上下、左右方向(三次元方向)
の攪乱作用をもたらすものであり、以下、これを三次元
攪乱流80と呼称するものとする。
In FIG. 6, the secondary flow reattaching to the bottom surface of the flow path downstream of the rib portion 70 is indicated by a dotted line with reference numeral 80. As shown in FIGS. 6A to 6C, the secondary flow 80 induced on the downstream side of the rib portion 70 is further increased in the vertical and horizontal directions (three-dimensional direction) in addition to the flow direction of the fluid.
This is hereinafter referred to as a three-dimensional disturbance flow 80.

【0073】この流路125a内を流れる流体のリブ部
70の下流側での二次的な上下方向の再付着(三次元攪
乱流80)によって、境界層が剥がされ、当該水冷板1
10aの流路底面の熱伝達率が向上する。また、上記三
次元攪乱流80に伴う乱流混合効果の促進により当該水
冷板110aの平均熱伝達率が上昇する。
The boundary layer is peeled off by the secondary vertical reattachment (three-dimensional turbulent flow 80) of the fluid flowing in the flow channel 125a downstream of the rib portion 70, and the water cooling plate 1
The heat transfer coefficient at the bottom of the flow path 10a is improved. Further, the average heat transfer coefficient of the water cooling plate 110a increases due to the promotion of the turbulent mixing effect caused by the three-dimensional turbulent flow 80.

【0074】しかも、本実施形態では、上述した上下攪
乱作用を果たすリブ部70が、図5に示すように、水冷
板110aの流路125a中、直線部分が連続する個所
に複数形成されている。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, a plurality of rib portions 70 which perform the above-mentioned vertical disturbing action are formed in the passage 125a of the water-cooled plate 110a at a portion where the linear portion is continuous. .

【0075】これら複数のリブ部70(流路125aの
直線部分が連続する個所に形成された)によって、二次
的な三次元攪乱流80による上下攪乱効果が流路125
aの下流側に行くに従って増幅され、水冷板110a全
体に渡る流路内上下壁面の熱伝達特性が向上する。
By the plurality of rib portions 70 (formed at locations where the linear portions of the flow path 125a are continuous), the vertical disturbance effect by the secondary three-dimensional turbulent flow 80 is obtained by the flow path 125.
The heat transfer characteristics of the upper and lower wall surfaces in the flow path over the entire water cooling plate 110a are improved as the water is cooled downstream.

【0076】この種の熱交換ユニットでは、上述した熱
伝達特性を阻害する要因となる境界層が、流路の直線部
分の上流側で流路壁面に沿って発生し、これが直線部分
の下流側に行くに従って成長するという特質がある。
In this type of heat exchange unit, a boundary layer, which is a factor that hinders the above-described heat transfer characteristics, is generated along the flow path wall surface on the upstream side of the linear portion of the flow path, and is generated on the downstream side of the linear portion. There is a characteristic that grows as you go.

【0077】本実施形態では、図5に示すように、水冷
板110aの流路125a中、直線部分が連続する個所
にリブ部70を複数形成することで、当該直線部分での
境界層の発生、成長を抑えることができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 5, by forming a plurality of rib portions 70 at locations where the linear portions are continuous in the flow path 125a of the water cooling plate 110a, generation of a boundary layer at the linear portions is achieved. , Growth can be suppressed.

【0078】また、本実施形態では、上記水冷板110
aとサーモモジュール50を挟んで対向配置される熱交
換板110bの流路125b(図1参照)内にも水冷板
110aと同形態の鼓型の複数のリブ部70が形成され
ている。
In this embodiment, the water cooling plate 110
A plurality of drum-shaped rib portions 70 having the same form as the water-cooling plate 110a are also formed in the flow passage 125b (see FIG. 1) of the heat exchange plate 110b that is disposed opposite to the thermo-module 50 with the thermo-module 50 therebetween.

【0079】これにより、熱交換板110bの流路12
5bにおいても、リブ部70の下流側で二次的な上下方
向の三次元攪乱流80(流路125bの底面への再付
着)が誘起され、該熱交換板110bの流路底面の熱伝
達率が向上すると共に、上記三次元攪乱流80に伴う乱
流混合効果の促進により当該水冷板110aの平均熱伝
達率が上昇する。
Thus, the flow path 12 of the heat exchange plate 110b is
Also in 5b, a secondary three-dimensional turbulent flow 80 (reattachment to the bottom surface of the flow path 125b) is induced downstream of the rib portion 70, and heat is transferred to the bottom surface of the flow path of the heat exchange plate 110b. The efficiency is improved, and the average heat transfer coefficient of the water cooling plate 110a is increased by promoting the turbulent mixing effect accompanying the three-dimensional turbulent flow 80.

【0080】本実施形態の熱交換ユニット100では、
上述した上下攪乱作用を果たすリブ部70を有する水冷
板110a及び熱交換板110bがサーモモジュール5
0を挟んで対向位置される(図2参照)。
In the heat exchange unit 100 of this embodiment,
The water cooling plate 110a and the heat exchange plate 110b having the rib portions 70 that perform the above-mentioned vertical disturbing action are
0 and are opposed to each other (see FIG. 2).

【0081】かかる構造において、水冷板110a側で
は、流路125a内のリブ部70の下流側で上述した三
次元攪乱流80が誘起され、これにより、サーモモジュ
ール50の冷却面と水冷板110a間の上下方向(水冷
板110aとサーモモジュール50の配列方向)の熱伝
達が促進され、冷却効率が向上する。
In this structure, on the water cooling plate 110a side, the above-described three-dimensional turbulent flow 80 is induced on the downstream side of the rib portion 70 in the flow path 125a, whereby the cooling surface of the thermo module 50 and the water cooling plate 110a are interposed. In the vertical direction (the arrangement direction of the water cooling plate 110a and the thermomodule 50) is promoted, and the cooling efficiency is improved.

【0082】同様に、熱交換板110b側においても、
流路125b内のリブ部70の下流側で上述した三次元
攪乱流80が誘起され、これにより、サーモモジュール
50の発熱面と熱交換板110b間の上下方向(熱交換
板110bとサーモモジュール50の配列方向)の熱伝
達が促進され、冷却効率が向上する。
Similarly, also on the heat exchange plate 110b side,
The above-described three-dimensional turbulent flow 80 is induced on the downstream side of the rib portion 70 in the flow path 125b, whereby the vertical direction between the heat generation surface of the thermo module 50 and the heat exchange plate 110b (the heat exchange plate 110b and the thermo module 50 In the arrangement direction) is promoted, and the cooling efficiency is improved.

【0083】なお、水冷板110aと熱交換板110b
とでサーモモジュール50を挟持する構造(図2参照)
において、水冷板110aの流路125a及び熱交換板
110bの流路125b内のリブ部70は、それぞれ、
サーモモジュール50が当接される側に形成するのが好
ましい。
The water cooling plate 110a and the heat exchange plate 110b
And the structure that clamps the thermo module 50 (see FIG. 2)
In, the ribs 70 in the flow path 125a of the water cooling plate 110a and the flow path 125b of the heat exchange plate 110b are respectively
It is preferable to form it on the side where the thermo module 50 is in contact.

【0084】これは、図6(b)を参照して述べたリブ
部70による境界層抑制作用の説明からも分かるよう
に、リブ70が形成された側の流路面〔図6(b)では
流路125aの底面〕に流体の主流の二次流れの再付着
(三次元攪乱流80)が生じ、該流路面側の方がリブ部
70を形成していない流路面〔図6(a)では流路12
5aの上面〕側よりも熱交換効率が高いという理由によ
るものである。
As can be understood from the description of the boundary layer suppressing action by the rib portion 70 described with reference to FIG. 6B, the flow path surface on the side where the rib 70 is formed [FIG. The secondary flow of the main flow of the fluid (three-dimensional turbulent flow 80) occurs on the bottom surface of the flow channel 125a], and the flow channel surface side on which the rib portion 70 is not formed (FIG. 6A) Then the channel 12
5a) because the heat exchange efficiency is higher than that of the [5a upper surface] side.

【0085】ところで、図6を参照して述べたリブ部7
0による三次元攪乱流80の発生メカニズムに着目する
と、熱交換器110(水冷板110a,熱交換板110
b)での流路内上下壁面上の熱伝達特性向上に対して効
果的に当該三次元攪乱流80を誘起させるためには、当
該リブ部70の高さH2は高すぎても低すぎても良い方
向に作用しなくなることが分かる。
Incidentally, the rib portion 7 described with reference to FIG.
Focusing on the generation mechanism of the three-dimensional turbulent flow 80 caused by the heat exchanger 110 (water cooling plate 110a, heat exchange plate 110
In order to effectively induce the three-dimensional turbulent flow 80 with respect to the improvement of the heat transfer characteristics on the upper and lower wall surfaces in the flow channel in b), the height H2 of the rib portion 70 is too high or too low. It does not work in a good direction.

【0086】このため、当該リブ部70の高さH2は、
最も効果的な三次元攪乱流80が誘起せられるように、
流路125(125a,125b)における直線部分の
連続する長さや、流体の流量や圧力等の関係から適宜な
高さを決定する必要がある。
For this reason, the height H2 of the rib portion 70 is
In order to induce the most effective three-dimensional turbulent flow 80,
It is necessary to determine an appropriate height from the continuous length of the linear portion in the flow channel 125 (125a, 125b), the relationship between the flow rate and the pressure of the fluid, and the like.

【0087】同様に、隣接するリブ部70間の離間距離
W0についても、近すぎても遠すぎても熱伝達率を向上
させ得ないため、適宜な離間距離を設定する必要があ
る。
Similarly, the distance W0 between the adjacent ribs 70 must be set appropriately because the heat transfer coefficient cannot be improved if the distance is too short or too long.

【0088】この点について、本件発明者らは、〔日本
機械学会論文集、1999、Vol.65、No.63
1〕を参照し、その中の「二次元リブの高さ・間隔と流
動状況」,「リブ付き矩形断面流路(供試リブのパター
ン)」,「リブ付き流路の伝熱性能(底面中央のヌセル
ト数の軸方向分布に及ぼすリブパターンの影響」,「リ
ブ間のヌセルト数分布」,「リブにより誘起される二次
流れと剥離」等に基づき最良の三次元攪乱流80が得ら
れるようなリブ高さH2、離間距離W0を検証し、その
結果を実際のリブ部70の形状、高さ、離間距離等に反
映させている。
In this regard, the inventors of the present invention [JSME Transactions, 1999, Vol. 65, no. 63
1], “Height / interval and flow state of two-dimensional ribs”, “Rectangular cross-section flow path with ribs (pattern of test rib)”, “Heat transfer performance of rib-flow path (bottom surface)” The best three-dimensional turbulent flow 80 is obtained based on the influence of the rib pattern on the axial distribution of the number of Nusselt in the center, the "nusselt number distribution between ribs", "secondary flow and separation induced by ribs" The rib height H2 and the separation distance W0 are verified, and the results are reflected in the actual shape, height, separation distance, and the like of the rib portion 70.

【0089】図7は、上記検証の一環として、リブ部7
0の熱伝達と圧損に及ぼす影響を解析するために用いた
大容量機用熱交換板の試作品の構成を示す図である。
FIG. 7 shows the rib portion 7 as a part of the above verification.
It is a figure which shows the structure of the prototype of the heat exchanger plate for large-capacity machines used for analyzing the influence on heat transfer and pressure loss of zero.

【0090】図7(a)〜図7(f)に示す試作品15
0a〜150fは、いずれも、図5に示す水冷板110
aの流路125aおよび図1に示す熱交換板110bの
流路125bの形状条件を踏襲し、どの部分において
も、隣接する流路(図7でも、2本分が1つの流路に当
たる)が互いに異なる方向に放熱水を流し得る形状に構
成されている。
The prototype 15 shown in FIGS. 7 (a) to 7 (f)
0a to 150f are all water cooling plates 110 shown in FIG.
Following the shape conditions of the flow path 125a of FIG. 1a and the flow path 125b of the heat exchange plate 110b shown in FIG. 1, the adjacent flow paths (two in FIG. 7 correspond to one flow path) in any part. It is configured to allow the facility water to flow in different directions.

【0091】また、これら各試作品150a〜150f
においては、例えば、深さ5〜10mmの矩形流路125
の直線部分が連続する個所に、いずれも鼓型の複数のリ
ブ部70が形成されている。
Each of these prototypes 150a to 150f
In the above, for example, a rectangular channel 125 having a depth of 5 to 10 mm
A plurality of hourglass-shaped rib portions 70 are formed at locations where the straight line portions continue.

【0092】これら各試作品150a〜150fにおけ
るリブ部70の高さ、離間幅、流体流れ方向の幅、配置
位置および配置数に関しては、それぞれ、図7(a)〜
(f)に示す通りである。
The height, the separation width, the width in the fluid flow direction, the arrangement position and the number of the rib portions 70 in each of the prototypes 150a to 150f are shown in FIGS.
It is as shown in (f).

【0093】これら各試作品150a〜150fについ
て、それぞれ、リブ部70の熱伝達と圧損に及ぼす影響
を解析し、効果的な三次元攪乱流80を得るのに最も望
ましいリブ形状、配置パターンを得ている。
For each of the prototypes 150a to 150f, the effect of the rib portion 70 on heat transfer and pressure loss is analyzed, and the most desirable rib shape and arrangement pattern for obtaining an effective three-dimensional turbulent flow 80 are obtained. ing.

【0094】なお、以上の説明では、リブ部70の形状
を鼓型としたが、上述した上下方向への熱伝達率向上に
有効な三次元攪乱流80を誘起し得るものであれば、鼓
型に限らず、様々な形状とし得るのは言うまでもない。
In the above description, the shape of the rib portion 70 is a drum shape. However, if the rib portion 70 can induce the three-dimensional turbulent flow 80 effective for improving the heat transfer coefficient in the vertical direction as described above, the drum portion may be shaped like a drum. It goes without saying that not only the mold but also various shapes can be used.

【0095】図8は、本発明に係わる熱交換器110
(水冷板110a,熱交換板110b)の流路125
(125a,125b)内に形成されるリブ部70a〜
70kの代表的な形状を示す図である。同図において、
矢印は流路125内における流体の流れ(flow)方
向を示している。
FIG. 8 shows a heat exchanger 110 according to the present invention.
Channel 125 of (water cooling plate 110a, heat exchange plate 110b)
(125a, 125b)
It is a figure which shows the typical shape of 70k. In the figure,
The arrows indicate the flow direction of the fluid in the flow channel 125.

【0096】図8(a)におけるリブ部70aは、これ
までに述べてきた鼓型のものである。
The rib portion 70a in FIG. 8A is the drum-shaped one described above.

【0097】図8(b)におけるリブ部70bは、流体
の上流側方向に楔状の突き出し部分を有する形状(逆楔
型)のものである。
The rib portion 70b in FIG. 8B has a shape (an inverted wedge type) having a wedge-shaped protruding portion in the upstream direction of the fluid.

【0098】図8(c)におけるリブ部70cは、上記
逆楔型のリブ部70b〔図8(b)〕とは逆に流体の下
流側方向に楔状の突き出し部分を有する形状(楔型)の
ものである。
The rib portion 70c in FIG. 8C has a shape (wedge shape) having a wedge-shaped protruding portion in the downstream direction of the fluid, contrary to the reverse wedge-shaped rib portion 70b (FIG. 8B). belongs to.

【0099】図8(d)におけるリブ部70dは、流体
の上流側方向にV字状の突き出し部分を有する形状(逆
V字型)のものである。
The rib 70d in FIG. 8D has a shape having a V-shaped protruding portion in the upstream direction of the fluid (an inverted V-shape).

【0100】図8(e)におけるリブ部70eは、上記
逆V字型のリブ部70d〔図8(d)〕とは逆に流体の
下流側方向にV字状の突き出し部分を有する形状(V字
型)のものである。
The rib 70e in FIG. 8 (e) has a V-shaped protruding portion in the downstream direction of the fluid (as opposed to the inverted V-shaped rib 70d [FIG. 8 (d)]). V-shaped).

【0101】図8(f)におけるリブ部70fは、流体
の上流側と下流側の双方にV字状の突き出し部分を有す
る形状(菱型)のものである。
The rib portion 70f in FIG. 8F has a shape (diamond) having V-shaped projecting portions on both the upstream side and the downstream side of the fluid.

【0102】図8(g)におけるリブ部70gは、流体
の流れと直交するような形状(はしご型)から成るもの
である。
The rib portion 70g in FIG. 8 (g) has a shape (ladder shape) orthogonal to the flow of the fluid.

【0103】図8(h)におけるリブ部70h−1,7
0h−2は、上記逆楔型のリブ部70b〔図8(b)〕
の片側の半分を削り取った形状のものを所定距離毎にか
つ左右交互に配置したものである。
The rib portions 70h-1 and 70h in FIG.
0h-2 is the reverse wedge-shaped rib portion 70b (FIG. 8B).
Are cut off at a predetermined distance and alternately left and right.

【0104】図8(i)におけるリブ部70i−1,7
0i−2は、上記楔型のリブ部70c〔図8(c)〕の
片側の半分を削り取った形状のものを所定距離毎にかつ
左右交互に配置したものである。
The ribs 70i-1 and 70i in FIG.
Reference numeral 0i-2 denotes a wedge-shaped rib 70c (FIG. 8 (c)) having a shape obtained by cutting off a half on one side, and is arranged at predetermined intervals and alternately left and right.

【0105】図8(j)におけるリブ部70j−1,7
0j−2は、上記逆V字型のリブ部70d〔図8
(d)〕の片側の半分を削り取った形状のものを所定距
離毎にかつ左右交互に配置したものである。
The ribs 70j-1, 7 in FIG.
8j-2 is the inverted V-shaped rib 70d [FIG.
(D)] are obtained by shaving one half of one side, and are arranged at predetermined intervals and alternately left and right.

【0106】図8(k)におけるリブ部70k−1,7
0k−2は、上記V字型のリブ部70e〔図8(e)〕
の片側の半分を削り取った形状のものを所定距離毎にか
つ左右交互に配置したものである。
The rib portions 70k-1, 7 in FIG.
0k-2 is the V-shaped rib 70e [FIG. 8 (e)].
Are cut off at a predetermined distance and alternately left and right.

【0107】図8(l)におけるリブ部70l−1,7
0l−2は、上記はしご型のリブ部70g〔図8
(g)〕の片側の半分を削り取った形状のものを所定距
離毎にかつ左右交互に配置したものである。
The rib portions 701-1 and 701-7 in FIG.
8-2 is a ladder-shaped rib portion 70g [FIG.
(G)] are obtained by shaving one half of one side, and are arranged alternately on the left and right at predetermined intervals.

【0108】これら各リブ部70a〜70kは、いずれ
も、図6で説明した鼓型のリブ部70と同様、流路12
5の深さ方向については、該流路125の底面から当該
流路125の深さに満たない高さを有し、流体の流れる
方向については、流路125の両側壁に当接する部分か
ら流路125の中心部にかけての幅が不均一な三次元形
状の突起体から成るものである。
Each of the ribs 70a to 70k is similar to the drum-shaped rib 70 described with reference to FIG.
5 has a height less than the depth of the flow channel 125 from the bottom surface of the flow channel 125, and the flow direction of the fluid is from a portion in contact with both side walls of the flow channel 125. It is composed of a three-dimensionally shaped protrusion having an uneven width toward the center of the path 125.

【0109】これら各リブ部70a〜70kの三次元形
状は、本発明での後述する熱交換器110の製造工程
中、エンドミル200の切刃200の(200a,20
0b,200c)回転切削加工によりもたらされるもの
ある。
The three-dimensional shape of each of the rib portions 70a to 70k is determined during the manufacturing process of the heat exchanger 110 to be described later in the present invention.
0b, 200c) Some are brought about by rotary cutting.

【0110】次に、本発明に係わる熱交換器110の製
造工程について説明する。
Next, the manufacturing process of the heat exchanger 110 according to the present invention will be described.

【0111】図9は、鼓型のリブ部70aを有する熱交
換器110の製造工程を示す概念斜視図である。
FIG. 9 is a conceptual perspective view showing a manufacturing process of the heat exchanger 110 having the hourglass-shaped rib portion 70a.

【0112】この熱交換器110の製造に先だって、ま
ず、目的とする大きさに切断された素材基板110−1
を用意し、切削作業機の作業位置にセットする。
Prior to the production of the heat exchanger 110, first, the material substrate 110-1 cut into a target size is prepared.
And set it at the working position of the cutting machine.

【0113】次に、切削加工用工具としてのエンドミル
(END MILL)200に流路125の幅に相当する径(φ
=n)を持つ切刃200aを装着し、以後、設計寸法に
従い、該エンドミル200を前後、左右、上下(X、
Y、Z)方向へ三次元的に移動させながら、素材基板1
10−1を切刃200aにより切削加工して流路125
およびリブ部70aを形成する。
Next, an end mill (END MILL) 200 as a cutting tool is provided with a diameter (φ) corresponding to the width of the flow path 125.
= N), and thereafter, according to the design dimensions, the end mill 200 is moved back and forth, left and right, up and down (X,
The material substrate 1 is moved three-dimensionally in the Y, Z) directions.
10-1 is cut by the cutting blade 200a and the flow path 125 is cut.
And a rib portion 70a.

【0114】これにより、例えば、図9において、エン
ドミル200の切刃200aを回転させながら、該エン
ドミル200を作業開始位置(X0,Y0,Zn)から
下方に降下させていくと、位置(X0,Y0,Z1)到
達時点で素材基板110−1の切削を開始でき、更に
(X0,Y0,Z3)の位置まで降下させると幅n、深
さ(Z3−Z1)の半円形状の孔を切削加工できる。
For example, in FIG. 9, when the end mill 200 is lowered from the work start position (X0, Y0, Zn) while rotating the cutting blade 200a of the end mill 200, the position (X0, The cutting of the material substrate 110-1 can be started at the time of reaching (Y0, Z1), and when it is further lowered to the position of (X0, Y0, Z3), a semicircular hole of width n and depth (Z3-Z1) is cut. Can be processed.

【0115】この位置から、エンドミル200を、(X
1,Y0,Z3)の位置までX方向に移動させ、ここか
ら(X1,Y0,Z2)の位置までZ方向に上昇させ、
次いで(X2,Y0,Z2)の位置までX方向に移動さ
せ、ここから(X2,Y0,Z3)の位置までZ方向に
下降させ、更にこの位置から(X3,Y0,Z3)の位
置までX方向へ移動させるものとする。
From this position, the end mill 200 is moved to (X
(1, Y0, Z3) in the X direction, and from here to the position (X1, Y0, Z2) in the Z direction,
Next, it is moved in the X direction to the position (X2, Y0, Z2), then lowered in the Z direction to the position (X2, Y0, Z3), and further moved from this position to the position (X3, Y0, Z3). It shall be moved in the direction.

【0116】この場合、素材基板110−1上には、作
業開始位置直下の端部から(X3−X0)の長さを持ち
かつ(Z3−Z1)の深さを有する幅nの流路125を
形成でき、これと同時に、当該流路125内の上記端部
からX方向に〔(X1−X0)+(X2−X1)/2〕
だけ入り込んだ位置に流体の流れ方向に見た幅の中心を
有し、両壁面に接する部分の幅が(X2−X1)でかつ
高さ(Z3−Z2)の鼓型のリブ部70aを形成するこ
とができる。
In this case, a flow path 125 having a length of (X3-X0) and a depth of (Z3-Z1) from the end immediately below the work start position and having a depth of (Z3-Z1) is formed on the material substrate 110-1. And at the same time, [(X1-X0) + (X2-X1) / 2] in the X direction from the end in the flow channel 125.
The center of the width viewed in the direction of flow of the fluid at the position where it enters only, and a drum-shaped rib portion 70a having a width of (X2-X1) and a height (Z3-Z2) of a portion in contact with both wall surfaces is formed. can do.

【0117】上記切削作業から考えて、鼓型のリブ部7
0aの凹部71はエンドミル200の切刃200aの回
転形状に形成されるのは明らかである。
Considering the above cutting operation, the drum-shaped rib 7
Obviously, the recess 71 of Oa is formed in the shape of the rotation of the cutting blade 200a of the end mill 200.

【0118】以後、設計寸法に従って、エンドミル20
0を(X、Y、Z)方向へ三次元的に作業終了位置(X
n,Yn,Zn)まで移動しながら素材基板110−1
の切削加工を続けることにより、図9に示す如くの直線
部及び蛇行部を持つ流路120とその中の6個の鼓型の
リブ部70aを形成することができる。
Thereafter, according to the design dimensions, the end mill 20
0 in the (X, Y, Z) direction in three dimensions.
n, Yn, Zn) while moving to the material substrate 110-1.
As shown in FIG. 9, the flow path 120 having the straight portion and the meandering portion and the six drum-shaped rib portions 70a therein can be formed by continuing the cutting process.

【0119】図10は、図8(c)に示した楔型のリブ
部70cを有する熱交換器110の製造工程を示す概念
斜視図である。
FIG. 10 is a conceptual perspective view showing a manufacturing process of the heat exchanger 110 having the wedge-shaped rib portion 70c shown in FIG. 8C.

【0120】この熱交換器110を製造するには、予め
用意した素材基板110−1に対し、図9に示した方法
で、まず、鼓型のリブ部70aを形成する。
To manufacture the heat exchanger 110, first, a drum-shaped rib portion 70a is formed on a material substrate 110-1 prepared in advance by the method shown in FIG.

【0121】その後、エンドミル200の切刃200a
を楔型の成形に見合うより径の小さい切刃200bに付
け替え、図10の参照エリアに示すように、リブ部70
aの下流側の凹部の2個所を、当該切刃200bにより
切削加工する。
Thereafter, the cutting blade 200a of the end mill 200
Is replaced with a cutting blade 200b having a smaller diameter suitable for forming the wedge, and as shown in the reference area of FIG.
Two portions of the concave portion on the downstream side of a are cut by the cutting blade 200b.

【0122】これ以後、同じ、切刃200bを装着した
エンドミル200で、他のリブ部70aの下流側の凹部
についても上記同様の方法で切削することによって、図
10に示す如くの直線部及び蛇行部を持つ流路125と
その中の6個の楔型のリブ部70cを形成することがで
きる。
Thereafter, the end mill 200 equipped with the same cutting blade 200b also cuts the concave portion on the downstream side of the other rib portion 70a in the same manner as described above, so that the straight portion and the meandering as shown in FIG. A flow channel 125 having a portion and six wedge-shaped rib portions 70c therein can be formed.

【0123】図11は、図8(e)に示したV字型のリ
ブ部70eを有する熱交換器110の製造工程を示す概
念斜視図である。
FIG. 11 is a conceptual perspective view showing a manufacturing process of the heat exchanger 110 having the V-shaped rib 70e shown in FIG. 8 (e).

【0124】この熱交換器110を製造するには、予め
用意した素材基板110−に対し、図9に示した方法
で、まず、鼓型のリブ部70aを形成する。
To manufacture the heat exchanger 110, first, a drum-shaped rib portion 70a is formed on a material substrate 110- prepared in advance by the method shown in FIG.

【0125】その後、エンドミル200の切刃200a
をより径の小さい切刃200cに付け替え、図10の参
照エリアに示すように、リブ部70aの下流側の凹部の
斜線にて示す領域を、当該切刃200bにより先端部が
V字型となるように切削加工する。
Thereafter, the cutting blade 200a of the end mill 200
Is replaced with a cutting edge 200c having a smaller diameter, and as shown in the reference area of FIG. 10, the region shown by the oblique line of the concave portion on the downstream side of the rib portion 70a becomes a V-shaped tip by the cutting edge 200b. Cutting.

【0126】これ以後、同じ、切刃200cを装着した
エンドミル200で、他のリブ部70aの下流側の凹部
についても上記同様の方法で切削することによって、図
11に示す如くの直線部及び蛇行部を持つ流路125と
その中の6個のV字型のリブ部70eを形成することが
できる。
Thereafter, the end mill 200 equipped with the same cutting edge 200c also cuts the concave portion on the downstream side of the other rib portion 70a in the same manner as described above, so that the straight portion and the meandering as shown in FIG. The flow path 125 having the portions and the six V-shaped rib portions 70e therein can be formed.

【0127】図8(b),(d),(f)〜(l)に示
すリブ部70b,70d,70f〜(70l−1,70
l−2)についても、図10や図11に示すような方法
(エンドミル200の切刃200aを変えて複数回切削
する)により形成可能である。
The ribs 70b, 70d, 70f to (701-1, 70) shown in FIGS. 8 (b), (d), (f) to (l).
l-2) can also be formed by a method as shown in FIGS. 10 and 11 (cutting a plurality of times by changing the cutting blade 200a of the end mill 200).

【0128】例えば、逆楔型のリブ部70b〔図8
(b)参照〕は、図10で述べた楔型リブ部70cと同
様の方法で、事前に形成した鼓型のリブ部70aの上流
側の凹部の2個所を、エンドミル200の付け換え後の
切刃200bにより切削加工することにより形成するこ
とができる。
For example, an inverted wedge-shaped rib portion 70b [FIG.
(See FIG. 10 (b).) In the same manner as the wedge-shaped rib portion 70c described in FIG. 10, two upstream concave portions of the drum-shaped rib portion 70a formed in advance are replaced with end mills 200 after replacement. It can be formed by cutting with the cutting blade 200b.

【0129】また、逆V字型のリブ部70d〔図8
(d)参照〕は、図11で述べたV字型リブ部70eと
同様の方法で、事前に形成した鼓型のリブ部70aの上
流側の凹部の所定領域を、エンドミル200の付け換え
後の切刃200cによりV字型に切削加工することによ
り形成することができる。
The inverted V-shaped rib 70d [FIG.
(See (d)) in the same manner as the V-shaped rib 70e described with reference to FIG. Can be formed by cutting into a V-shape with the cutting blade 200c.

【0130】この他の代表的な例として、リブ部70
f,70g,(70h−1,70h−2),(70j−
1,70j−2),(70l−1,70l−2)の切削
加工方法を図12に示している。
As another typical example, the rib portion 70
f, 70g, (70h-1, 70h-2), (70j-
1, 70j-2) and (701-1 and 701-2) are shown in FIG.

【0131】図12(a)において、菱形のリブ部70
f〔図8(f)参照〕は、事前に形成した鼓型のリブ部
70a(但し、これまでのものより幅広)の上流側凹
部、下流側凹部の斜線にて示す領域をエンドミル200
の切刃200cで切削することにより形成することがで
きる。
In FIG. 12A, a rhombus-shaped rib portion 70 is formed.
f (see FIG. 8 (f)) shows the hatched regions of the upstream-side concave portion and the downstream-side concave portion of the drum-shaped rib portion 70a (which is wider than the conventional one) formed by the end mill 200 in advance.
Can be formed by cutting with the cutting blade 200c.

【0132】図12(b)において、はしご形のリブ部
70g〔図8(g)参照〕は、事前に形成した鼓型のリ
ブ部70aの上流側凹部、下流側凹部の斜線にて示す領
域をエンドミル200の切刃200cで切削することに
より形成することができる。
In FIG. 12 (b), the ladder-shaped rib portion 70g (see FIG. 8 (g)) corresponds to the hatched region of the drum-shaped rib portion 70a, which is indicated by oblique lines of the upstream concave portion and the downstream concave portion. Can be formed by cutting with the cutting blade 200c of the end mill 200.

【0133】図12(c)において、半逆楔交互型のリ
ブ部70h−1,70h−2〔図8(h)参照〕は、事
前に形成した逆楔型のリブ部70bの右半分、左半分
(図の斜線にて示す領域)をエンドミル200の切刃2
00bで切削することにより形成することができる。
In FIG. 12C, the semi-inverted wedge alternating ribs 70h-1 and 70h-2 (see FIG. 8H) are the right half of the previously formed inverted wedge-shaped rib 70b. The left half (the area shown by oblique lines in the figure) is the cutting edge 2 of the end mill 200.
It can be formed by cutting at 00b.

【0134】同様の手法で、事前に形成した楔型のリブ
部70cの右半分、左半分をエンドミル200の切刃2
00bで切削することにより、半楔交互型のリブ部70
i−1,70i−2〔図8(i)参照〕を形成すること
ができる(図12では図示せず)。
In the same manner, the right half and the left half of the previously formed wedge-shaped rib portion 70c are cut by the cutting edge 2 of the end mill 200.
00b, the half-wedge alternating rib portions 70
i-1 and 70i-2 (see FIG. 8 (i)) can be formed (not shown in FIG. 12).

【0135】図12(d)において、半逆V字交互型の
リブ部70j−1,70j−2〔図8(j)参照〕は、
事前に形成した逆V字型のリブ部70dの右半分、左半
分(図の斜線にて示す領域)をエンドミル200の切刃
200bで切削することにより形成することができる。
In FIG. 12D, the half-reverse V-shaped alternating rib portions 70j-1 and 70j-2 [see FIG. 8J]
The right and left halves (regions indicated by oblique lines in the figure) of the previously formed inverted V-shaped rib 70d can be formed by cutting with the cutting blade 200b of the end mill 200.

【0136】同様の手法で、事前に形成したV字型のリ
ブ部70eの右半分、左半分をエンドミル200の切刃
200bで切削することにより、半V字交互型のリブ部
70k−1,70k−2〔図8(k)参照〕を形成する
ことができる(図12では図示せず)。
In the same manner, the right half and the left half of the V-shaped rib 70 e formed in advance are cut by the cutting blade 200 b of the end mill 200, so that the half-V alternate rib 70 k-1, 70 k-1, 70k-2 (see FIG. 8 (k)) (not shown in FIG. 12).

【0137】また、図12(e)において、半はしご交
互型のリブ部70l−1,70l−2〔図8(l)参
照〕は、事前に形成したはしご型のリブ部70g〔図1
2(b)参照〕の右半分、左半分(図の斜線にて示す領
域)をエンドミル200の切刃200bで切削すること
により形成することができる。
In FIG. 12E, the half-ladder alternating rib portions 701-1 and 701-2 (refer to FIG. 8L) are ladder-shaped rib portions 70g formed in advance [FIG.
2 (b)] can be formed by cutting the right and left halves (regions indicated by oblique lines in the figure) with the cutting edge 200b of the end mill 200.

【0138】なお、上述した半分交互型の各リブ部(7
0h−1,70h−2),(70i−1,70i−
2),(70j−1,70j−2),(70k−1,7
0k−2),(70l−1,70l−2)については、
切削するのは片側半分より多くしたり、あるいは小さく
したりすること(つまり、片側のほぼ半分を切削するこ
と)も可能である。
The half-alternating ribs (7
0h-1, 70h-2), (70i-1, 70i-
2), (70j-1, 70j-2), (70k-1, 7)
0k-2) and (701-1 and 701-2)
It is possible to cut more or less than one half (that is, cut almost half of one side).

【0139】以上に述べた方法で図8(a)〜(l)に
示すような各形状のリブ部70a〜(70l−1,70
l−2)を形成した素材基板110−1に、上面から蓋
板105(図2における蓋板105a,105bの相
当)を被せてねじ等により固着することで目的とする熱
交換器110を完成させることができる。
By the method described above, rib portions 70a to (701-1, 70-1) of various shapes as shown in FIGS.
The target heat exchanger 110 is completed by placing the cover plate 105 (corresponding to the cover plates 105a and 105b in FIG. 2) from above on the material substrate 110-1 on which the l-2) is formed and fixing the cover with screws or the like. Can be done.

【0140】なお、本発明に係わる熱交換器110の変
形例としては、上述した各形状のリブ70〔70a〜
(70l−1,70l−2)〕をそれぞれ形成した素材
基板110−1に対して、流路125または流路125
及びリブ部70を形成したもう1つの素材基板110−
2を対向させて接合した構造のものが考えられる。
As a modification of the heat exchanger 110 according to the present invention, the ribs 70 [70a to 70a to 70
(701-1 and 701-2)], the flow path 125 or the flow path 125
And another material substrate 110 on which the rib portions 70 are formed.
A structure in which the two are joined to face each other is conceivable.

【0141】図13は、第1の変形例に係わる熱交換器
110Bのうちの一方の素材基板110−2の構成を示
す概念斜視図である。
FIG. 13 is a conceptual perspective view showing the structure of one material substrate 110-2 of the heat exchanger 110B according to the first modification.

【0142】この素材基板110−2は、例えば、図1
1に示す如くリブ部70eが形成された素材基板110
−1に対向して接合しようとするものであり、当該素材
基板110−1と同様の形状の流路125が形成されて
いる。
This material substrate 110-2 is, for example, as shown in FIG.
Material substrate 110 on which rib portion 70e is formed as shown in FIG.
−1, and a channel 125 having the same shape as that of the material substrate 110-1 is formed.

【0143】この素材基板110−2を裏返して図11
に示す如くリブ部70eが形成された素材基板110−
1に対向させ、P1点とP1点、及びP2点とP2点が
合うように互いを接合させることにより、第1の変形例
に係わる熱交換器110Bを完成させることができる。
The material substrate 110-2 is turned upside down and
Material substrate 110 on which rib portions 70e are formed as shown in FIG.
1, the heat exchanger 110B according to the first modified example can be completed by joining the P1 and P1 points and the P2 and P2 points so as to be aligned with each other.

【0144】なお、この場合における両素材基板110
−1,110−2間の接合は、蝋付け、接着、ねじ止め
等の種々の方法で実現できる。
In this case, both material substrates 110 are used.
Bonding between -1 and 110-2 can be realized by various methods such as brazing, bonding, and screwing.

【0145】図14は第1の変形例に係わる熱交換器1
10Bの流路断面構造を示す概念図である。
FIG. 14 shows a heat exchanger 1 according to a first modification.
It is a conceptual diagram which shows the flow path cross-section of 10B.

【0146】この熱交換器110Bでは、図の右側から
流れ込む流体に対して、下側の素材基板110−1の流
路125内に形成されたリブ部70eにより三次元攪乱
流80が誘起され、流路底面(Bottom wall)の境界層
を剥ぎ取るように作用する。
In the heat exchanger 110B, the three-dimensional turbulent flow 80 is induced by the rib 70e formed in the flow path 125 of the lower material substrate 110-1 with respect to the fluid flowing from the right side of the figure. It acts to strip the boundary layer at the bottom of the flow channel (Bottom wall).

【0147】つまり、この熱交換器110Bの場合、素
材基板110−2側の流路上面(Top wall)に比べて流
路底面側の方が熱伝達率が高いものとなるため、下側の
素材基板110−1の側にサーモモジュール50を取り
付けることが好ましい。
That is, in the case of the heat exchanger 110B, the heat transfer coefficient is higher on the bottom surface side of the flow path than on the top surface (Top wall) of the material substrate 110-2 side. It is preferable to attach the thermo module 50 to the material substrate 110-1.

【0148】更に、第2の変形例としては、図15に示
すように、リブ部70がそれぞれ形成された素材基板1
10−1,110−2同士を対向して接合した構造のも
のも考えられる。
Further, as a second modification, as shown in FIG. 15, the material substrate 1 on which the rib portions 70 are formed, respectively, is used.
A structure in which 10-1 and 110-2 are joined to face each other is also conceivable.

【0149】図15は第2の変形例に係わる熱交換器1
10Cの流路断面構造を示す概念図である。
FIG. 15 shows a heat exchanger 1 according to a second modification.
It is a conceptual diagram which shows the flow path cross-section of 10C.

【0150】この熱交換器110Cは、特に、図11に
示す如くリブ部70eが形成された素材基板110−1
に対して、該素材基板110−1上のリブ部70eとは
交互となる位置に同形状のリブ部70eが形成されて成
る素材基板110−2を対向して接合したものである。
This heat exchanger 110C is particularly suitable for the material substrate 110-1 on which the rib portions 70e are formed as shown in FIG.
On the other hand, a material substrate 110-2 in which ribs 70e of the same shape are formed at positions alternated with the ribs 70e on the material substrate 110-1 is joined to face each other.

【0151】この熱交換器110Cの構造によれば、図
の右側から流れ込む流体に対して、下側の素材基板11
0−1の流路125内に形成されたリブ部70eにより
その下流側で三次元攪乱流80が誘起され、該三次元攪
乱流80が流路底面(Bottomwall)の境界層を剥ぎ取る
ように作用すると共に、上側の素材基板110−2の流
路125内に形成されたリブ部70eによりその下流側
で三次元攪乱流80が誘起され、該三次元攪乱流80が
流路上面(Top wall)の境界層を剥ぎ取るように作用す
る。
According to the structure of the heat exchanger 110C, the fluid flowing from the right side of the drawing is
A three-dimensional turbulent flow 80 is induced on the downstream side by the rib portion 70e formed in the flow channel 125 of 0-1 so that the three-dimensional turbulent flow 80 strips the boundary layer of the bottom surface of the flow channel (Bottomwall). While acting, the three-dimensional turbulent flow 80 is induced on the downstream side by the rib portion 70e formed in the flow channel 125 of the upper material substrate 110-2, and the three-dimensional turbulent flow 80 is formed on the upper surface of the flow channel (Top wall). ) Acts to strip the boundary layer.

【0152】つまり、この熱交換器110Cの場合、流
路底面側のリブ部70eと流路上面側のリブ部70eと
により流体の主流の二次的な流れが上下方向にうねりを
生じる結果、流路底面(Bottom wall)及び流路上面(T
op wall)の双方の側での熱伝達率向上が見込める。
That is, in the case of the heat exchanger 110C, the secondary flow of the main flow of the fluid is caused to undulate in the vertical direction by the rib 70e on the bottom surface of the flow passage and the rib 70e on the top surface of the flow passage. Channel bottom (Bottom wall) and channel top (T
op wall) can be expected to improve the heat transfer coefficient on both sides.

【0153】従って、この熱交換器110Cは、下側の
素材基板110−1の側と上側の素材基板110−2の
両方にサーモモジュールが取り付けられるような、例え
ば多層構造の熱交換ユニットへの適用が可能である。
Therefore, the heat exchanger 110C is connected to a heat exchange unit having a multilayer structure, for example, in which a thermo module is attached to both the lower material substrate 110-1 and the upper material substrate 110-2. Applicable.

【0154】更に、第3の変形例としては、図16に示
すような流路断面構造を有する熱交換器110Dも考え
られる。
Further, as a third modification, a heat exchanger 110D having a flow path cross-sectional structure as shown in FIG. 16 can be considered.

【0155】この熱交換器110Dは、図15に示す熱
交換器110Cにおいて、上下のリブ70eの位置が流
体の流れ方向に対して一致する位置となるように変更さ
れたものである。
The heat exchanger 110D is different from the heat exchanger 110C shown in FIG. 15 in that the positions of the upper and lower ribs 70e coincide with the flow direction of the fluid.

【0156】この熱交換器110Dでは、下側の素材基
板110−1の流路125内に形成されたリブ部70e
によりその下流側で誘起される二次的な流れ(三次元攪
乱流80)の流路底面(Bottom wall)への再付着と、
上側の素材基板110−2の流路125内に形成された
リブ部70eによりその下流側で誘起される二次的な流
れ(三次元攪乱流80)の流路上面(Top wall)への再
付着とが、流体の流れ方向から見て上下一致する位置で
生じる。
In the heat exchanger 110D, the rib 70e formed in the flow path 125 of the lower material substrate 110-1
The secondary flow (three-dimensional turbulent flow 80) induced on the downstream side by the above causes reattachment to the bottom wall of the flow channel,
The secondary flow (three-dimensional turbulent flow 80) induced on the downstream side by the rib portion 70e formed in the flow path 125 of the upper material substrate 110-2 is returned to the flow path upper surface (Top wall). Adhesion occurs at a position that is vertically aligned when viewed from the fluid flow direction.

【0157】なお、本発明は、上記し、且つ図面に示す
実施形態に限定することなく、その要旨を変更しない範
囲内で適宜変形して実施できるものである。
The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, but can be implemented by appropriately modifying it without departing from the scope of the invention.

【0158】例えば、上述した例では、熱交換器110
が2層(水冷板110a,熱交換板110b)のものに
ついて述べたが、熱交換器110が多層のものにも適用
できる。
For example, in the above-described example, the heat exchanger 110
Has been described as having two layers (the water cooling plate 110a and the heat exchange plate 110b), but the invention can also be applied to a case where the heat exchanger 110 is a multilayer.

【0159】また、流路125内のリブ部70の形状に
ついても、流路125の直線部分が長く続く個所での境
界層の発生、成長を抑えるものであれば、上述した形状
以外の様々な形状への変形が可能である。
The shape of the rib portion 70 in the flow path 125 may be various other than the above-described shape as long as the formation and growth of the boundary layer at the place where the linear portion of the flow path 125 continues for a long time can be suppressed. Deformation to shape is possible.

【0160】また、上記実施形態では、熱交換器110
は、それぞれ、銅製のものとしたが、この他、当該熱交
換器110は鍛造または鋳造によりを形成することもで
きる。なお、鋳造により熱交換器110を製造する場合
の鋳型は図9〜図11で説明したエンドミル200によ
る切削加工により形成できる。
Further, in the above embodiment, the heat exchanger 110
Are made of copper, respectively. In addition, the heat exchanger 110 can be formed by forging or casting. The mold for manufacturing the heat exchanger 110 by casting can be formed by cutting with the end mill 200 described with reference to FIGS.

【0161】更に、重量を考えるならば、熱交換器11
0をアルミニウム製とすることも可能である。
Further, considering the weight, the heat exchanger 11
It is also possible for 0 to be made of aluminum.

【0162】[0162]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱交換器の流路内に、該流路を流れる流体に下流側で流
路内の上下方向の二次的な三次元攪乱流を誘起せしめる
リブ部を形成したため、リブ部の下流側で誘起される上
下方向の二次的な三次元攪乱流によって当該下流側での
流路内上下壁面上の熱伝達を大幅に向上させることがで
きる。
As described above, according to the present invention,
In the flow path of the heat exchanger, a rib portion for inducing a secondary three-dimensional turbulent flow in the vertical direction in the flow path on the downstream side of the fluid flowing in the flow path is formed, so that the flow is induced on the downstream side of the rib section. Due to the secondary three-dimensional turbulent flow in the vertical direction, heat transfer on the upper and lower wall surfaces in the flow path on the downstream side can be significantly improved.

【0163】また、上記リブ部を、流路の直線部分が連
続する個所に一定間隔毎に複数個連続して形成すれば、
二次的な三次元攪乱流による上下攪乱効果が下流側に行
くに従って増幅され、流路内上下壁面上の熱伝達を更に
向上させることができる。
Further, if a plurality of the ribs are continuously formed at regular intervals at locations where the linear portions of the flow path are continuous,
The vertical disturbance effect due to the secondary three-dimensional disturbance flow is amplified toward the downstream side, and the heat transfer on the upper and lower wall surfaces in the flow path can be further improved.

【0164】また、上記リブ部は、流路の底面から該流
路の深さに満たないほぼ均一な高さを有し、かつ流体の
流れる方向の幅が流路の両側壁に当接する部分から該流
路の中心部にかけて不均一な三次元形状の突起体から成
るため、その下流側での上下方向の二次的な三次元攪乱
流を効果的に誘起させ得るも、上述した高さ条件によ
り、流路内壁のうちの両側壁及び上面壁での流体の流動
を妨げずに済み、圧力損失の増大を防止できる。
The rib portion has a substantially uniform height from the bottom surface of the flow path to less than the depth of the flow path, and has a width in the direction in which the fluid flows in contact with both side walls of the flow path. From the central part of the flow path to a non-uniform three-dimensionally shaped projection, so that a secondary three-dimensional turbulent flow in the vertical direction on the downstream side can be effectively induced. Depending on the conditions, the flow of the fluid on both side walls and the upper wall among the inner walls of the flow path is not obstructed, and an increase in pressure loss can be prevented.

【0165】また、上述した三次元形状のリブ部は、鼓
型、楔型、菱形等の種々形状で実現でき、このうちの鼓
型のリブ部は、切削工具を三次元方向に移動して回転切
刃により流路を切削加工する際、回転切刃による切削深
さを流路より浅く制御することにより該流路と一体に形
成でき、鼓型以外のリブ部は、上記方法で形成した鼓型
リブ部を異なる径の回転切刃により更に切削加工するこ
とにより形成できる。つまり、本発明では、流路を切削
加工する工程の中で当該経路に一体にリブ部も形成で
き、流路及びリブの製作が容易となり、製造コストも大
幅に低減できる。
The three-dimensional ribs described above can be realized in various shapes such as a drum shape, a wedge shape, and a rhombus shape. Of these, the drum shape rib portions are obtained by moving a cutting tool in a three-dimensional direction. When cutting the flow path by the rotary cutting blade, the cutting depth by the rotary cutting blade can be formed integrally with the flow path by controlling the depth to be shallower than the flow path, and the ribs other than the drum shape are formed by the above method. The drum-shaped rib can be formed by further cutting with a rotary cutting blade having a different diameter. That is, in the present invention, the rib portion can be formed integrally with the path in the step of cutting the flow path, so that the production of the flow path and the rib becomes easy, and the production cost can be greatly reduced.

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

【図1】本発明に係わる熱交換ユニットの上面図。FIG. 1 is a top view of a heat exchange unit according to the present invention.

【図2】図1における熱交換ユニットの右側面図FIG. 2 is a right side view of the heat exchange unit in FIG.

【図3】図2のA−A線による断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;

【図4】図2のB−B線による断面図。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of FIG. 2;

【図5】水冷板の流路の構造を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a structure of a flow channel of a water cooling plate.

【図6】リブ部が形成されて成る水冷板の流路の構成を
拡大して示す概念図。
FIG. 6 is an enlarged conceptual diagram showing a configuration of a flow path of a water-cooled plate formed with rib portions.

【図7】大容量機用熱交換板の試作品の構成を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a prototype heat exchange plate for a large-capacity machine.

【図8】熱交換器の流路内に形成されるリブ部の代表的
な形状を示す図。
FIG. 8 is a view showing a typical shape of a rib portion formed in a flow path of the heat exchanger.

【図9】鼓型のリブ部を有する熱交換器の製造工程を示
す概念斜視図。
FIG. 9 is a conceptual perspective view showing a manufacturing process of a heat exchanger having a drum-shaped rib portion.

【図10】楔型のリブ部を有する熱交換器の製造工程を
示す概念斜視図。
FIG. 10 is a conceptual perspective view showing a manufacturing process of a heat exchanger having a wedge-shaped rib portion.

【図11】V字型のリブ部を有する熱交換器の製造工程
を示す概念斜視図。
FIG. 11 is a conceptual perspective view showing a manufacturing process of a heat exchanger having a V-shaped rib.

【図12】代表的なリブ部の切削加工方法を示す図。FIG. 12 is a diagram showing a typical rib cutting method.

【図13】第1の変形例に係わる熱交換器の一方の素材
基板の構成を示す概念斜視図。
FIG. 13 is a conceptual perspective view showing a configuration of one material substrate of a heat exchanger according to a first modification.

【図14】第1の変形例に係わる熱交換器の流路断面構
造を示す概念図。
FIG. 14 is a conceptual diagram showing a flow path cross-sectional structure of a heat exchanger according to a first modification.

【図15】第2の変形例に係わる熱交換器の流路断面構
造を示す概念図。
FIG. 15 is a conceptual diagram showing a flow path cross-sectional structure of a heat exchanger according to a second modification.

【図16】第3の変形例に係わる熱交換器の流路断面構
造を示す概念図。
FIG. 16 is a conceptual diagram showing a flow path cross-sectional structure of a heat exchanger according to a third modification.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 熱交換ユニット 110,110B,110C,110D 熱交換器 110−1,110−2 素材基板 110a 熱交換器(水冷板) 110b 熱交換器(熱交換板) 105,105a,105b 蓋板 111a,112a,113a,114a,115a,
116a,117a,118a,119a ねじ孔 111b,112b,113b,114b,115b,
116b,117b,118b,119b ボルト貫通
孔 121a,121b 流体入口 122a,122b 流体出口 125 流路 125a 放熱水の流路 1251 仕切板 1252 スリット 125b 循環水の流路 131,132 電極棒 50 サーモモジュール 501a,501b 接合板 501L リード電極用接合板 502,503 熱電素子 505 熱電素子配列域 60,61 Oリング 70,70a,70b,70c,70d,70e,70
f,70g,(70h−1,70h−2),(70i−
1,70i−2),(70j−1,70j−2),(7
0k−1,70k−2),(70l−1,70l−2)
リブ部 71 リブ部70aの凹部 80 三次元攪乱流 150a,150b,150c,150d,150e,
150f 大容量機用熱交換板の試作品 200 エンドミル 200a,200b,200c 切刃
Reference Signs List 100 Heat exchange unit 110, 110B, 110C, 110D Heat exchanger 110-1, 110-2 Material substrate 110a Heat exchanger (water cooling plate) 110b Heat exchanger (heat exchange plate) 105, 105a, 105b Cover plate 111a, 112a , 113a, 114a, 115a,
116a, 117a, 118a, 119a Screw holes 111b, 112b, 113b, 114b, 115b,
116b, 117b, 118b, 119b Bolt through hole 121a, 121b Fluid inlet 122a, 122b Fluid outlet 125 Channel 125a Radiating water channel 1251 Partition plate 1252 Slit 125b Circulating water channel 131, 132 Electrode rod 50 Thermo module 501a 501b Joining plate 501L Joining plate for lead electrode 502, 503 Thermoelectric element 505 Thermoelectric element array area 60, 61 O-ring 70, 70a, 70b, 70c, 70d, 70e, 70
f, 70g, (70h-1, 70h-2), (70i-
1, 70i-2), (70j-1, 70j-2), (7
0k-1, 70k-2), (701-1, 701-2)
Rib part 71 concave part of rib part 70a 80 three-dimensional turbulent flow 150a, 150b, 150c, 150d, 150e,
150f Prototype heat exchange plate for large capacity machine 200 End mill 200a, 200b, 200c Cutting edge

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 典夫 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 柴田 勲 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 牧野 一也 神奈川県平塚市四之宮2597番地 小松エレ クトロニクス株式会社内 Fターム(参考) 3C022 EE07 EE15 EE17  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Norio Takahashi 1200 Manda, Hiratsuka-shi, Kanagawa Prefecture, Komatsu Ltd. 72) Inventor Kazuya Makino 2597 Shinomiya, Hiratsuka-shi, Kanagawa F-term in Komatsu Electronics Co., Ltd. 3C022 EE07 EE15 EE17

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱電モジュールの上下に対向配置され、
該モジュールの上側及び下側の各接合板の発熱または冷
却駆動に対して内部の流路を流れる流体を介して熱交換
を行う熱交換器において、 前記流路内に、当該流路を流れる前記流体に下流側で流
路内の上下方向の二次的な三次元攪乱流を誘起せしめる
リブ部を形成したことを特徴とする熱交換器。
Claims: 1. A thermoelectric module is disposed oppositely above and below a thermoelectric module,
In a heat exchanger which performs heat exchange via a fluid flowing through an internal flow path for heat generation or cooling drive of each of the upper and lower joining plates of the module, A heat exchanger characterized in that a rib portion is formed on a fluid downstream to induce a secondary three-dimensional turbulent flow in a vertical direction in a flow path.
【請求項2】 前記流路は、直線部分が連続する個所を
含む蛇行した形状を有し、前記リブ部は、前記流路の直
線部分が連続する個所に一定間隔毎に複数個連続して形
成されることを特徴とする請求項1記載の熱交換器。
2. The flow path has a meandering shape including a portion where a straight line portion is continuous, and the rib portion is formed by continuously forming a plurality of rib portions at a predetermined interval at a position where the straight line portion of the flow channel is continuous. The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchanger is formed.
【請求項3】 前記リブ部は、前記流路の底面から該流
路の深さに満たないほぼ均一な高さを有し、かつ流体の
流れる方向の幅が前記流路の両側壁に当接する部分から
該流路の中心部にかけて不均一な三次元形状の突起体か
ら成ることを特徴とする請求項1または2記載の熱交換
器。
3. The rib portion has a substantially uniform height from the bottom surface of the flow path to a depth less than the depth of the flow path, and has a width in a direction in which a fluid flows in a side wall of the flow path. The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchanger is formed of a three-dimensionally non-uniform projection from the contact portion to the center of the flow path.
【請求項4】 前記リブ部は、鼓型、楔型、菱形、梯子
型若しくはこれら各々の片側ほぼ半分を切削した形状の
うちのいずれかの形状から成ることを特徴とする請求項
3記載の熱交換器。
4. The rib portion according to claim 3, wherein the rib portion has any one of a drum shape, a wedge shape, a diamond shape, a ladder shape, and a shape obtained by cutting approximately half of each side thereof. Heat exchanger.
【請求項5】 前記鼓型のリブ部は、切削工具を三次元
方向に移動して回転切刃により前記流路を切削加工する
際、前記回転切刃による切削深さを前記流路より浅く制
御することにより該流路と一体に形成されることを特徴
とする請求項4記載の熱交換器。
5. The drum-shaped rib portion, when moving the cutting tool in a three-dimensional direction and cutting the flow path by a rotary cutting blade, makes the cutting depth by the rotary cutting blade shallower than the flow path. The heat exchanger according to claim 4, wherein the heat exchanger is formed integrally with the flow path by controlling.
【請求項6】 前記楔型、菱形、梯子型若しくはこれら
各々の片側ほぼ半分を切削した形状のリブ部は、切削工
具を三次元方向に移動して回転切刃により前記流路を切
削加工する際、前記回転切刃による切削深さを前記流路
より浅く制御することにより該流路と一体に形成された
鼓型リブ部を、異なる径の回転切刃により更に切削加工
することにより形成されることを特徴とする請求項4記
載の熱交換器。
6. The wedge-shaped, diamond-shaped, ladder-shaped or ribs having a shape obtained by cutting substantially half of one side of each of the wedges, the cutting tool is moved in a three-dimensional direction, and the flow path is cut by a rotary cutting blade. At this time, by controlling the cutting depth by the rotary cutting blade to be shallower than the flow path, the drum-shaped rib portion formed integrally with the flow path is formed by further cutting with a rotary cutting blade having a different diameter. The heat exchanger according to claim 4, wherein:
【請求項7】 前記流路は、当該熱交換器の伝熱面表面
の熱電素子配置エリア全域に巡らされ、かつ隣接する流
路間が互いに異なる方向に流体を流し得る位置関係とな
るように形成されることを特徴とする請求項1または2
記載の熱交換器。
7. The flow path is formed so as to extend around the entire thermoelectric element arrangement area on the heat transfer surface of the heat exchanger, and to have a positional relationship between adjacent flow paths so that fluid can flow in different directions. 3. A method according to claim 1, wherein the step is performed.
The heat exchanger as described.
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