JP2005214545A

JP2005214545A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2005214545A
Application number: JP2004023591A
Authority: JP
Inventors: Joji Sato; 穣治佐藤
Original assignee: T Rad Co Ltd
Current assignee: T Rad Co Ltd
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】送風ファンの外周にマッチングする平面外周が円形の熱交換器コアであって、部品点数が少なく且つ製造容易で内部流体の流路長の長い熱交換器の提供。
【解決手段】偏平チューブ１が平面内で一周を越えた螺旋状または蛇行状に曲折されて、全体の平面外周が円形に形成され、曲折された偏平チューブ１の対向する面間にフィン２が介装されると共に、偏平チューブ１の一端と他端とに内部流体の出入口３が設けられて熱交換器コア４を構成する。そしてその熱交換器コア４に対向される送風ファン５によって、偏平チューブ１の外面およびフィン２に送風が行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、外周が送風ファンの回転軌跡に整合する円形に形成された熱交換器に関する。

送風ファンによって内部流体を冷却する従来型熱交換器は、並列された多数のフィンとチューブとからなるコアが通常方形に形成され、そのコア両端位置に一対のタンクが配置されている。そのため、熱交換器全体に対するタンク容量が大きくなり、コンパクト性に欠ける欠点があった。
さらには、ファンの翼部の回転軌跡は円形であるにも拘わらず、コアが方形であるため特にコアの四隅部における熱交換性能が悪い欠点があった。

そこで、フィンとチューブとからなるコア外周を円形に形成し、コアとファンとのマッチングを良好にしたものが下記特許文献に知られている。
これは、同心円状に配置された多数の放熱フィン付きリング状流路と、これら各リング状流路の入口部および出口部を夫々連通させた一対の出入口タンクとからなるものである。

実開平１−８１４６８号公報

同心円状に多数のチューブを配置しリング状流路を設けたものは、その流路長は最も外側に位置するリング状流路が最長であり、その内側の各流路はそれより順次短くなっている。そのため、同心円状にチューブを配置した熱交換器は、各チューブごとに長さおよび半径に異なったものを製作する必要があり、部品点数が多くなると共に、その製作が面倒である欠点があった。
また各リング状流路の流路長が短く、内部流体の冷却を充分に行い得ない欠点があった。
そこで本発明は、係る欠点を解決することを課題とする。

請求項１に記載の本発明は、偏平チューブ(1) を、平面内で一周を越えた螺旋状または蛇行状に曲折して、全体の平面外周が円形に形成され、曲折された偏平チューブ(1) の対向する面間にフィン(2) が介装されると共に、その偏平チューブ(1) の一端と他端とに内部流体の出入口(3) が設けられて熱交換器コア(4) を構成し、
その熱交換器コア(4) に対向される送風ファン(5) によって、偏平チューブ(1) の外面およびフィン(2) に送風が行われる熱交換器である。

請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
送風ファン(5) の翼部(6) 直径と熱交換器コア(4) の外直径とが等しく形成された熱交換器である。
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２において、
前記送風ファン(5) はその中心にボス部(9) が設けられ、そのボス部(9) から複数の翼部(6) が放射状に突設され、
前記熱交換器コア(4) の中心部に前記ボス部(9) またはファン駆動用モータ(7) に整合する開口(12)が設けられた熱交換器である。

請求項４に記載の本発明は、請求項３において、
前記熱交換器コア(4) の前記開口(12)に、送風ファン(5) の駆動用モータ(7) が挿入された熱交換器である。
請求項５に記載の本発明は、請求項１において、
並列された複数の偏平チューブ(1) を、平面的に一周を越えた螺旋状または蛇行状に曲折して、全体の平面外周が円形に形成され、曲折された偏平チューブ(1) の対向する面間にフィン(2) が介装されると共に、各偏平チューブ(1) の一端と他端とに内部流体の共通する出入口(3) が設けられて熱交換器コア(4) を構成した熱交換器である。

本発明の熱交換器は、偏平チューブ１を平面的に一周を越えた螺旋状または蛇行状に曲折して、全体の平面外周が円形に形成され、その偏平チューブ１の一端および他端に内部流体の出入口３が設けられたものであるから、一対の出入口３間の流路長を長くして、内部流体の熱交換を促進し得る。また、偏平チューブ１を平面内で螺旋状等に形成するものであるから、部品点数が少なく、製造容易で量産性の高い熱交換器となり得る。
また、熱交換器コア４に対向される送風ファン５によって偏平チューブの外面およびフィンに送風が行われると共に、送風ファン５の翼部６の回転軌跡に応じて、熱交換器コア４の外周を形成することができるため、コンパクトで熱交換性能の高いものとなる。

上記構成において、送風ファン５の翼部６直径と熱交換器コア４の外直径とを等しく形成することができる。この場合には、最も効率が良くコンパクトな熱交換器となり得る。なお送風ファン５の翼部６直径と熱交換器コア４の外直径とが等しいとは、厳密に両者を一致させる必要はなく、熱交換において実質的に略同一と認められる程度、両者の直径が少し異なってもよい。
上記何れかの構成において、送風ファン５はその中心に設けたボス部９から複数の翼部６が放射状に突設され、熱交換器コア４の中心部にボス部９または駆動用モータ７に整合する開口12を設けることができる。この場合には、送風ファンによる起風されない部分または送風の弱い部分にはコアを設けないので、必要最小限の材料でコンパクト且つ性能の良い熱交換器を提供できる。

上記構成において、熱交換器コア４の開口12に送風ファン５の駆動用モータ７を挿入することができる。このように構成することにより、熱交換器コア４と送風ファン５とからなる一体型の熱交換器を、そのコアの厚み方向にもさらにコンパクトに形成できる。
上記構成において、並列された複数の偏平チューブ１を平面内で一周を越えた螺旋状または蛇行状に曲折して、全体の平面外周を円形にし、曲折された偏平チューブ１の対向する面間にフィン２を介装すると共に、各偏平チューブ１の一端と他端とに内部流体の共通する出入口３を設けることができる。このようにすることにより、複パス型で且つ各内部流路の長い熱交換性能の良い熱交換器を提供することができる。

次に、図面に基づいて本発明の各実施の形態につき説明する。
図１は本発明の熱交換器の分解斜視図であり、この熱交換器は熱交換器コア４とフレーム10とシュラウド11並びに送風ファン５とを有する。そして熱交換器コア４の外周直径は、送風ファン５の翼部６の最大直径に略等しく形成されている。
この熱交換器コア４は、一本の偏平チューブ１を一定の間隔を開けて一平面内で渦巻状（螺旋状または蚊とり線香状）に形成したものである。そしてその偏平チューブ１の対向する面間にフィン２が介装され、偏平チューブ１とフィン２とが一体にろう付け固定されている。それと共に、偏平チューブ１の一端および他端にヘッダーパイプ８が連通する。この偏平チューブ１は、好ましくは多穴管を用いることができるが、通常の偏平チューブをそのまま用いることもでききる。

このようにしてなる熱交換器コア４はフレーム10に固定されると共に、そのフレーム10に送風ファン５を有するシュラウド11が取付けられる。
送風ファン５は、中心に位置するボス部９の外周に放射状に複数の翼部６が設けられている。この送風ファン５の外周はシュラウド11により被嵌され、そのシュラウド11の開口を横断する図示しない取付材を介して、同図では図示しないモータが固定され、その回転軸の先端部がボス部９に固定されるものである。そして一方のヘッダーパイプ８の出入口３から内部流体が供給され、偏平チューブ１内を渦巻状に流通して他方のヘッダーパイプ８の出入口３からそれが外部に導かれる。そして送風ファン５を回転駆動することにより、偏平チューブ１の外周およびフィン２に送風が行われ、その送風と偏平チューブ１内の内部流体との間に熱交換が行われるものである。

次に、図２は本発明の第２の実施の形態を示す熱交換器コア４であって、この例が図１のそれと異なる点は、熱交換器コア４の中心部に円形の開口12が設けられたことである。この開口12の直径は、図１における送風ファン５のボス部９に略等しいか、或いはその駆動用モータ７の直径に略等しい。これは、送風ファン５におけるボス部９部分には送風が殆ど行われないため、その部分に開口12を設けることにより、熱交換材料を必要最小限とし、効率の良い熱交換器を提供するものである。

次に、図３は図２の熱交換器の応用例の断面説明図であり、この例は熱交換器コア４の開口12に駆動用モータ７を収納し、送風ファン５を含む熱交換器全体を、コアの厚み方向にもコンパクトに形成したものである。
この例の送風ファン５は翼部６の外周にリング15が一体に設けられたものであり、それによりファンシュラウドを省略したものである。そして送風16が矢印方向に起風され、その送風と偏平チューブ１内の内部流体との間に熱交換が行われるものである。

次に、図４は本発明のさらに他の実施の形態を示し、この例は、二列に並列された一対の偏平チューブ１を渦巻状に形成しつつ且つ、その中心部に開口12を形成したものである。そして一対の偏平チューブ１の一端および他端に共通のヘッダーパイプ８が夫々連通されたものである。
そして内部流体はヘッダーパイプ８から一対の各偏平チューブ１に分流し、渦巻状に流通して他方のヘッダーパイプ８に合流して、外部に導かれるものである。このようにすることにより、部品点数を少なくし且つ、内部流体の流通に伴う圧力損失を少なくすることができる。なお、この例ではヘッダーパイプ８に対して二つの偏平チューブ１を連通させたが、偏平チューブ１をそれ以上とすることも可能である。

次に、図５は本発明のさらに他の実施の形態を示す熱交換器コア４の正面図であり、この例は、偏平チューブ１を蛇行状に形成して、その熱交換器コア４の平面外周を略円形にしたものである。そしてその蛇行状の一端と他端とに夫々ヘッダーパイプ８を設け、曲折された偏平チューブ１の対向面間にフィン２を一体にろう付け固定したものである。
この例においても、偏平チューブ１内に流通する内部流体の流路長を長くし、熱交換を促進し得る。それと共に、部品点数が少なく製造容易な熱交換器となり得る。

本発明は、パーソナルコンピュータ用熱交換器或いは各種電気機器或いは車両等の簡易な熱交換器として利用することができる。

本発明の第１の実施の形態を示す熱交換器の分解斜視図。本発明の第２の実施の形態を示す熱交換器コア４の正面図。同熱交換器の利用形態の一例を示す縦断面略図。本発明の他の熱交換器コアの正面図。本発明のさらに他の熱交換器コアの正面図。

符号の説明

１偏平チューブ
２フィン
３出入口
４熱交換器コア
５送風ファン
６翼部
７駆動用モータ
８ヘッダーパイプ

９ボス部
10 フレーム
11 シュラウド
12 開口
13 配管
14 回転軸
15 リング
16 送風

Claims

偏平チューブ(1) を、平面内で一周を越えた螺旋状または蛇行状に曲折して、全体の平面外周が円形に形成され、曲折された偏平チューブ(1) の対向する面間にフィン(2) が介装されると共に、その偏平チューブ(1) の一端と他端とに内部流体の出入口(3) が設けられて熱交換器コア(4) を構成し、
その熱交換器コア(4) に対向される送風ファン(5) によって、偏平チューブ(1) の外面およびフィン(2) に送風が行われる熱交換器。
請求項 1において、
送風ファン(5) の翼部(6) 直径と熱交換器コア(4) の外直径とが等しく形成された熱交換器。
請求項１または請求項２において、
前記送風ファン(5) はその中心にボス部(9) が設けられ、そのボス部(9) から複数の翼部(6) が放射状に突設され、
前記熱交換器コア(4) の中心部に前記ボス部(9) またはファン駆動用モータ(7) に整合する開口(12)が設けられた熱交換器。
請求項３において、
前記熱交換器コア(4) の前記開口(12)に、送風ファン(5) の駆動用モータ(7) が挿入された熱交換器。
請求項１において、
並列された複数の偏平チューブ(1) を、平面内で一周を越えた螺旋状または蛇行状に曲折して、平面の全体の外周が円形に形成され、曲折された偏平チューブ(1) の対向する面間にフィン(2) が介装されると共に、各偏平チューブ(1) の一端と他端とに内部流体の共通する出入口(3) が設けられて熱交換器コア(4) を構成した熱交換器。