JP2007173403A

JP2007173403A - 熱交換装置

Info

Publication number: JP2007173403A
Application number: JP2005366946A
Authority: JP
Inventors: Akira Hanatsuka; 晃花塚
Original assignee: Nidec Servo Corp
Current assignee: Nidec Advanced Motor Corp
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】簡素な構成による熱交換効率向上・均等化を実現する熱交換装置を提供する。
【解決手段】熱交換装置は、熱交換媒体の通路２−１に、該通路断面積を調整するための導流体２−３を備え、通路の上流・下流で、通路断面積変化に伴う流速が変化するように形成され、該導流体が、通路上流側から下流側に向かって、順次通路面積を縮小、又は、通路上流側から下流側に向かって、一旦通路面積を縮小し、その後排気口に向かって拡大するように形成され、また、前記送風機に替えてポンプ装置が使用され、前記通風路が流体通路として構成されると共に、該通路が流体通路として外部対象物に連通するように構成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、対象物の加熱・冷却に係る熱交換装置に関する。

特開平８−２５０６２７号公報）

熱交換装置は、古くから広い分野で必須なものであったが、近年電子機器の分野での小型化・高性能化のニーズに伴って、電子デバイスを対象とした熱交換手段としても注目され、その性能向上・小型化・低価格化の流れが強まっていることは疑いの無いものである。

上述公知文献も、当該熱交換装置の改良に係る提案であるが、該公知例を含め従来周知技術の詳細は、これら公知文献に依拠し、詳細は省く。

従来技術に成る熱交換装置は、熱交換効率向上や構成の簡素化・コストダウン等各面において更なる改善が望まれているのが実態であった。

本発明に成る熱交換装置は、送風機と、該送風機に連通する送風通路部と、該送風通路部の一角を形成して加熱・冷却の対象もしくは加熱・吸熱体との熱伝播に介在するヒートシンクとを備えるもので、前記送風通路部の通路が、該通路断面積を調整するための導流体を備え、通路の上流・下流で、通路断面積変化に伴う流速が変化するように形成され、好ましくは、

前記通路に内装される導流体が、通路上流側から下流側に向かって、順次通路面積を縮小するように形成され、又は、

前記通路に内装される導流体が、通路上流側から下流側に向かって、一旦通路面積を縮小し、その後排気口に向かって拡大するように形成され、また、

前記送風機に替えてポンプ装置が使用され、前記通風路が流体通路として構成されて、流体通路に内装される導流体が、通路上流側から下流側に向かって、順次通路面積を縮小するように形成され、又は、

前記送風機に替えてポンプ装置が使用され、前記通風路が流体通路として構成されて、流体通路に内装される導流体が、通路上流側から下流側に向かって、一旦通路面積を縮小し、その後排出側に向かって拡大するように形成されると共に、該通路が流体通路として外部対象物に連通するように構成される。

本発明に成る熱交換装置は、簡素な構成のヒートシンクによって、効率よい熱交換を行うことができる。

以下図面により本発明の実施例を説明する。

図１は、本願発明に成る熱交換装置の例の上面図（ａ）と正面図（ｂ）で、送風機１の吐出口に連通する送風通路部２を経て、外部部材の冷却・加熱を行う熱交換装置であって、その新規の構成要件は、上述送風通路２の通風路２−１に形成配備された、通風の流速を調整するための導流体２−３にある。

図１（ｂ）の正面図に見るように、上述導流体２−３は、通風に曝されて熱交換効率を高めるためのヒートシンク２−２の、凹凸形状表面と対向するように、しかも、図５を参照して、図４，３，２に見るように、通風路の断面積が、上流（図１（ａ）Ｅ−Ｅ断面）から中間部位（同Ｄ−Ｄ断面）、下流（同Ｃ−Ｃ断面）で通風路面積が順次縮小するように形成されている。

通風路２−１の上流側で、断面積が大きな部位での流速に対し、下流側で、断面積が縮小する部位での流速が高まることを利用し、上流側での熱交換は温度差が大きく熱交換効率が高いのに対し、下流側では上流側での熱交換に伴う温度差縮減によって熱交換効率が低下することを補完しようとするものである。

上述通風への暴露面積を高めるためのヒートシンク２−２の形状に模す導流体形状は、熱交換媒体である通風を、出来るだけヒートシンク２−２の表面に近接させようとするものである。

上述第１の例に示す通風路面積が順次縮小する構成は、主として通風路の一部を形成するヒートシンクを介して配置された対象物の熱交換に供するに適したもので、上述の通り上流側と下流側とで均等な熱交換効果を得ることを意図したものである。

なお、上述通風路出口で断面積が縮小することは、通風路排気口に対向して配置され、排気６に曝される外部部材（図示はしない）の対向する局所的熱交換効果を高める効果ももたらす。

対し、図８乃至図１２は、例えば、通風路排気口に対向して配置され、排気６に曝される外部部材（図示はしない）の熱交換に供される例で、通風路２−１の面積が、図１１に示すように上流側での大から、図１０に示すように中間部位で小、図９に示すように下流で大に、大−小−大と変化するように導流体２−３を形成している。

該第２の例は、ヒートシンク２−２に当接配置される発熱もしくは吸熱体４との熱交換効率は、上流から中間部位に至る間での均一な熱交換効果に対し、該中間部位から下流側では、通風速度の低下により熱交換効果は低下してしまうが、該熱交換効果の低下の見返りとして、熱交換の対象となる外部部材全体を排気に曝すことで、対象物全体の均一な熱交換を行うことを意図している。

また、上述主たる意図とは別に、通風をヒートシンク２−２表面に近接させることは、当該部位近辺での局所的熱交換効果を高める効果ももたらす。

なお、上述実施例は空気を想定した送風機と、該送風機に連通する通風路によるヒートシンクでの熱交換について開示しているが、送風機に替わりポンプ装置、熱交換媒体としての流体が液状体であっても適用可能なことはいうまでもなく、熱交換の機能に係る技術に変わりは無いので、説明は省略している。

また、液状流体を熱交換媒体とする例で、当該熱交換装置の排気側に配置される外部部材を加熱・冷却するための請求項５に係る熱交換装置では、対象物との熱交換に支障が無いように、前記通風路が流体通路として外部対象物に連通するように構成されている。

本発明に成る熱交換装置は、簡素な構成であって、効率よい熱交換を行うことができるもので、熱交換媒体が気体・液体を問わず広く利用可能なものである。

本発明に成る熱交換装置の例の上面図（ａ）と正面図（ｂ）である。図１の例のＣ−Ｃ矢視断面図である。図１の例のＤ−Ｄ矢視断面図である。図１の例のＥ−Ｅ矢視断面図である。図１の例のＢ−Ｂ矢視要部断面図である。図１の例の側面図である。本発明の係る熱交換装置の例の斜視図である。本発明に成る熱交換装置の別の例の上面図（ａ）と正面図（ｂ）である。図８の例のＣ−Ｃ矢視断面図である。図８の例のＤ−Ｄ矢視断面図である。図８の例のＥ−Ｅ矢視断面図である。図８の例のＢ−Ｂ矢視要部断面図である。

符号の説明

１送風機
２送風通路部
２−１通路（通風路・流体通路）
２−２ヒートシンク
２−３導流体
３放熱・加熱対象物
４発熱・吸熱体
５吸気
６排気

Claims

送風機と、該送風機に連通する送風通路部と、該送風通路部の一角を形成して加熱・冷却の対象もしくは加熱・吸熱体との熱伝播に介在するヒートシンクを有する熱交換装置において、前記送風通路部の通路が、該通路断面積を調整するための導流体を備え、通風の上流・下流で、通路断面積変化に伴う流速が変化するように形成されていること、を特徴とする熱交換装置。
前記通路に内装される導流体が、通路上流側から下流側に向かって、順次通路面積を縮小するように形成されていること、を特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
前記通路に内装される導流体が、通路上流側から下流側に向かって、一旦通路面積を縮小し、その後排気口に向かって拡大するように形成されていること、を特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
前記送風機に替えてポンプ装置が使用され、前記通路が流体通路として構成されていること、を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱交換装置。
前記送風機に替えてポンプ装置が使用され、前記通風路が流体通路として構成されると共に、該通路が流体通路として外部対象物に連通するように構成されていること、を特徴とする請求項１又は３に記載の熱交換装置。