JP2007232305A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器に関するものであり、特に、内部に流路を有する熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly to a heat exchanger having a flow path therein.
従来より、パーソナルコンピュータのCPUを冷却するためのヒートシンクなど、内部に形成された流路に流体を流通させることにより、外部の熱と流路の内部の熱とを交換する熱交換器が知られている。例えば、特許文献1には、アルミニウムの押出形材からなるヒートシンクと、このヒートシンクと対向配置され合成樹脂を主成分とする成型材料により形成されたケースとを備える電子部品冷却装置が開示されている。
Conventionally, a heat exchanger such as a heat sink for cooling a CPU of a personal computer is known that exchanges heat between the outside heat and the inside of the flow path by circulating a fluid through the flow path formed inside. ing. For example,
しかしながら、従来の熱交換器では、熱交換器を構成する部材が異なる材料で異なる方法により形成されているため、例えば長さ方向に長くするなど、形状を適宜変更することが困難であった。 However, in the conventional heat exchanger, since the members constituting the heat exchanger are formed of different materials and by different methods, it is difficult to change the shape as appropriate, for example, by increasing the length in the length direction.
そこで、本願発明は、上述したような課題を解消するためになされたものであり、形状を適宜自由に設定することができる熱交換器を提供することを目的とする。 Then, this invention is made | formed in order to solve the above subjects, and it aims at providing the heat exchanger which can set a shape freely freely.
上述したような課題を解決するために、本発明に係る熱交換器は、熱媒体である流体を流通させる流路を内部に少なくとも1つ有し、熱媒の熱と外部との間で熱交換する熱交換器であって、押出形材によって形成された第1の部材と、この第1の部材と組み合わされ流路を形成する第2の部材とからなり、流路は、互いに組み合わされた第1の部材と第2の部材間に形成され、第1の部材と第2の部材とは、押出方向と直交する幅方向の両端で互いに結合されることを特徴とする。この熱交換器によれば、押出形材からなる2つの部材により内部に流路を有する熱交換器を形成することができる。これにより流路の断面形状も容易に設計でき最適な断面形状にすることができる。また、両端の結合部分をインローを付けて嵌め合わせれば精度の高い流路形状を形成できる。 In order to solve the above-described problems, the heat exchanger according to the present invention has at least one flow path for flowing a fluid as a heat medium inside, and heat is generated between the heat of the heat medium and the outside. A heat exchanger to be exchanged, comprising a first member formed by an extruded profile and a second member that is combined with the first member to form a flow path, and the flow paths are combined with each other. The first member and the second member are formed between the first member and the second member, and the first member and the second member are coupled to each other at both ends in the width direction orthogonal to the extrusion direction. According to this heat exchanger, it is possible to form a heat exchanger having a flow path inside by two members made of extruded shape members. As a result, the cross-sectional shape of the flow path can be easily designed and the optimum cross-sectional shape can be obtained. In addition, a highly accurate flow path shape can be formed by fitting the connecting portions at both ends with inlays.
上記熱交換器において、第1の部材および第2の部材の少なくとも流路側面は、防食表面処理が施されているようにしてもよい。したがって、流路に液体を流通させ、その液体に対して熱交換を行うことができる。これにより、液体を熱媒体とする場合であっても、特殊な防食液を用いずとも水道水、工業用水や地下水も利用可能となり、熱媒体を循環式のクローズされた利用以外の熱媒体が循環しない開放された方式で利用される場合にも容易に利用することができる。 In the above heat exchanger, at least the flow path side surfaces of the first member and the second member may be subjected to anticorrosion surface treatment. Therefore, the liquid can be circulated through the flow path, and heat exchange can be performed on the liquid. As a result, even when a liquid is used as a heat medium, tap water, industrial water, and groundwater can be used without using a special anticorrosive solution. Even when used in an open system that does not circulate, it can be used easily.
上記熱交換器において、第1の部材および第2の部材は、幅方向の中間に間隔維持部を有するようにしてもよい。これにより、外力が加わっても第1の部材と第2の部材との間隔を所定の値にすることができ適正な流路形状が維持できる。 In the heat exchanger, the first member and the second member may have an interval maintaining portion in the middle in the width direction. Thereby, even if external force is added, the space | interval of a 1st member and a 2nd member can be made into a predetermined value, and an appropriate flow-path shape can be maintained.
上記熱交換器において、互いに係合する第1の部材と第2の部材に形成し、この係合部が間隔維持部を兼ねるようにしてもよい。第1の部材または第2の部材の間隔維持部と互いに係合する係合部を有するようにしてもよい。これにより、第1の部材と第2の部材との間隔は、所定の値に維持され熱媒体である流体による内圧や外圧により流路が変形することがなく、隣接する流路間で流体がリークすることがなく所定の熱交換効率が得られる。このために第1の部材または第2の部材の強度は低くて済み、強度維持のために肉厚を増加させる等の必要がなく、材料の節約、重量の軽減、熱効率の向上が図れる。 In the heat exchanger, the first member and the second member that are engaged with each other may be formed, and the engaging portion may also serve as the interval maintaining portion. You may make it have an engaging part mutually engaged with the space | interval maintenance part of a 1st member or a 2nd member. As a result, the distance between the first member and the second member is maintained at a predetermined value, and the flow path is not deformed by the internal pressure or the external pressure due to the fluid as the heat medium, and the fluid flows between the adjacent flow paths. A predetermined heat exchange efficiency can be obtained without leakage. For this reason, the strength of the first member or the second member may be low, and there is no need to increase the thickness in order to maintain the strength, and material saving, weight reduction, and improvement in thermal efficiency can be achieved.
上記熱交換器において、第1の部材と第2の部材の幅方向の両端は、かしめ、摩擦攪拌接合、溶融溶接、ろう付けおよび接着のうち少なくとも何れか1つにより互い固定されるようにしてもよい。これにより、第1の部材と第2の部材とはより確実に固定される。 In the above heat exchanger, both ends of the first member and the second member in the width direction are fixed to each other by at least one of caulking, friction stir welding, fusion welding, brazing, and adhesion. Also good. Thereby, the 1st member and the 2nd member are fixed more certainly.
上記熱交換器において、第1の部材および第2の部材は、押出方向に沿った縁部に形成され互いに係合する係合部により結合されるようにしてもよい。これにより、第1の部材と第2の部材とを組み立てる際に位置決めが容易となる。 In the heat exchanger, the first member and the second member may be coupled by an engaging portion that is formed at an edge portion along the extrusion direction and engages with each other. Thereby, positioning becomes easy when the first member and the second member are assembled.
上記熱交換器において、第1の部材および第2の部材は、アルミニウム合金により形成されるようにしてもよい。これにより、確立された押し出し技術により形成することができる。 In the heat exchanger, the first member and the second member may be made of an aluminum alloy. Thereby, it can form by the established extrusion technique.
上記熱交換器において、第1の部材および第2の部材の少なくとも一方は、流路を構成する面と反対側の面に少なくとも1つのフィンを備えるようにしてもよい。これにより、熱交換器の表面に液体または気体が接して熱交換を行う目的に利用する場合は表面積が増大し熱交換効率が向上する。 In the heat exchanger, at least one of the first member and the second member may include at least one fin on a surface opposite to a surface constituting the flow path. Thereby, when using for the purpose of heat-exchange by contacting a liquid or gas on the surface of a heat exchanger, a surface area increases and heat-exchange efficiency improves.
上記熱交換器において、熱媒体は飲料用の液体からなり、第1の部材と第2の部材との外部には、熱媒体の加熱源または冷却源が配設されるようにしてもよい。これにより、流路を流通する飲料用の液体が加熱または冷却される。 In the heat exchanger, the heat medium may be made of a liquid for beverage, and a heat source or a heat source for the heat medium may be disposed outside the first member and the second member. Thereby, the liquid for drinks which distribute | circulates a flow path is heated or cooled.
上記熱交換器において、第1の部材および第2の部材の少なくとも一方は、流路を構成する面と反対側の面に平面が形成されるようにしてもよい。これにより、パネル化したり、平面を有する部材を密着して固定することができる。 In the heat exchanger, at least one of the first member and the second member may be formed with a flat surface on a surface opposite to a surface constituting the flow path. Thereby, it can panel-form and the member which has a plane can be stuck and fixed.
上記熱交換器において、第1の部材と第2の部材の端部には、ヘッダが形成され、このヘッダは、熱媒体を各流路で同一方向に流通させる、隣接する流路と反対方向に熱媒体を流通させる、または、隣接する流路群と反対方向に熱媒体を流通させるようにしてもよい。これにより、熱媒体を複数の流路に流通させることができる。 In the above heat exchanger, headers are formed at the end portions of the first member and the second member, and the headers flow in the same direction in the respective flow paths in opposite directions to the adjacent flow paths. You may make it distribute | circulate a heat medium to a flow path in the opposite direction to an adjacent flow path group. Thereby, a heat medium can be distribute | circulated to a some flow path.
上記熱交換器において、流路は、幅方向の断面が略クランク状の形状を有するようにしてもよい。これにより、よどみ点が少なくなる。 In the heat exchanger, the flow path may have a substantially crank-shaped cross section in the width direction. This reduces stagnation points.
本発明によれば、第1の部材と第2の部材とが押出形材から構成されるので、長さ方向の寸法を適宜自由に設定することができる。また、流路を有する熱交換器を第1の部材と第2の部材という2つの部材を互いに組み合わせることによって形成するので、1つの部材よりも容易に形成することができる。これにより、流路の断面形状も容易に設計でき最適な断面形状にすることができる。また、両端の結合部分をインローを付けて嵌め合わせれば精度の高い流路形状を形成できる。 According to the present invention, since the first member and the second member are made of the extruded profile, the dimension in the length direction can be freely set as appropriate. Further, since the heat exchanger having the flow path is formed by combining two members, the first member and the second member, it can be formed more easily than a single member. Thereby, the cross-sectional shape of the flow path can be easily designed, and the optimum cross-sectional shape can be obtained. In addition, a highly accurate flow path shape can be formed by fitting the connecting portions at both ends with inlays.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1の実施の形態]
(熱交換器)
本実施の形態に係る熱交換器10は、図1(a),(b)に示すように、全体として略直方体の形状を有する3枚のプレート20と、このプレート20の両端部に設けられたヘッダ30とから構成される。なお、本実施の形態では、プレート20を3枚設けるようにしたが、プレート20の数量はこれに限定されず、適宜自由に設定することができる。
[First Embodiment]
(Heat exchanger)
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
プレート20は、図1(b)の拡大断面図である図2に示すように、全体として略直方体の形状を有し、プレート本体210と、このプレート本体210の上部に配設された蓋部材220とを備える。これらは、JIS規格H4100の6063アルミニウム合金等のアルミニウムまたはアルミニウム合金を押出成形すると共にT5処理する等して構成される。
As shown in FIG. 2, which is an enlarged cross-sectional view of FIG. 1B, the
プレート本体210は、平面視略矩形の板の形状を有する底壁211と、この底壁211の向かい合う一対の端部から立設した側壁212とを備えており、底壁211上面には所定間隔を隔てて立設された複数の壁部材213が形成されている。ここで、側壁212上端近傍の壁部材213と対向する側の面には、凹部および凸部から構成される第1係合部214が設けられている。また、底壁211の幅方向の略中央部に位置する壁部材は間隔維持部219を構成しその上端には、幅方向に突出した第2係合部215が形成されている。なお、便宜上、側壁212の長手方向を長さ方向、壁部材213が並ぶ方向を幅方向、長さ方向と幅方向に垂直な方向を高さ方向という。
The
一方、蓋部材220は、平面視略矩形の板の形状を有する蓋本体221と、この蓋本体221下面の壁部材213に対向する位置に形成された複数の凹部222とを備える。ここで、蓋本体221の幅方向の両端部の近傍には、蓋本体221下面から下方に垂設され端部が幅方向に折れ曲がった断面略L字状の第3係合部223が形成されている。この第3係合部223の幅方向端部は、プレート20の外部側に突出している。また、蓋本体221下面の幅方向の略中央部には、蓋本体221の下面から下方に垂設され端部が幅方向に折れ曲がった断面略L字状の第4係合部224が形成されている。第4係合部224は、プレート本体210の上面と蓋部材220の下面とを対向させたとき、第2係合部215と逆の方向に突出している。
On the other hand, the
このようなプレート20は、プレート本体210の上部に蓋部材220を配設することにより、内部において壁部材213間ないし壁部材213と間隔維持部219間に複数の流路20aが形成される。流路20aは、略矩形の断面形状を有しており、隣り合う流路20aと所定距離離間し、かつ、平行に形成される。
In such a
ヘッダ30は、図3の断面図に示すように、底板30aと、底板30aと同等の形状を有し底板30aに対向配置された上板30bと、底板30aの一端部とこれに対向する上板30bの一端部とを接続する側板30cとを備えた断面略コの字状の形状を有する。この断面略コの字状の側面30dには、端部塞板30eが配設される。このようなヘッダ30は、プレート20と同様にアルミニウムまたはアルミニウム合金の押出形材から構成される。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the
(熱交換器の製造方法)
次に、熱交換器10の製造方法について説明する。熱交換器10の製造方法は、プレート20を製造するプレート製造工程と、プレート20同士を連結すると共にプレート20にヘッダ30を固定する組立工程とを主に含んでいる。
(Manufacturing method of heat exchanger)
Next, the manufacturing method of the
プレート製造工程は、まず、プレート本体210と蓋部材220とを用意することから始まる。プレート本体210は、図4に示すように、所定の金型を使用して、基部401と、基部401の両端から立設した側部402と、基部401の上面から立設した複数のフィン部403とを有する金属製の押出形材400を作製する。この押出形材400の側部402の上端近傍には凹部および凸部から構成される切り欠き部404が形成されている。また、基部401の幅方向の略中央部に位置するフィン部403の上端には、幅方向に突出した突出部405も形成されている。
The plate manufacturing process starts by preparing the plate
次いで、押出形材400を所定の切断面aで切断することによって、図5に示すように、底壁211(基部401の一部)と、一対の側壁212(側部402の一部)と、複数の壁部材213(フィン部403の一部)と、第1係合部214(切り欠き部404)と、第2係合部215(突出部405)とを備えるプレート本体210を作製することができる。
Next, by cutting the extruded
蓋部材220は、上述したプレート本体210の場合と同様、所定の金型を使用して押し出し形材を作製し、これを所定の切断面で切断することによって、蓋本体221と、凹部222と、第3係合部223と、第4係合部224とを備える蓋部材220を作製することができる。
As in the case of the plate
このように、プレート本体210および蓋部材220は、押し出し技術として確立された製造方法により形成された押出形材から構成されるので、高精度で形成される。
As described above, the
ここで、プレート本体210および蓋部材220には、防食表面処理として陽極酸化皮膜処理、化成処理、めっき、塗装、真空蒸着または乾式めっき等の表面処理を行うようにしてもよい。特に本実施の形態では、プレート20がプレート本体210と蓋部材220という2つの部材から構成されるので、一体形成されているプレートでは困難であった流路内面に対する陽極酸化皮膜処理を行うことができる。これにより、プレート20内部を流通させる熱媒体を、従来用いてた純水や防錆液などの特定の材質のみならず、例えば、水道水や飲料の液体など各種流体を適宜自由に用いることができる。また、耐腐食性や耐摩耗性を向上させることができる。これにより液体を熱媒体とする場合であっても、特殊な防食液を用いずとも水道水、工業用水、地下水、飲料なども利用可能となり、熱媒体を循環式のクローズされた利用以外の熱媒体が循環しない開放された方式で利用される場合にも容易に利用できる。これにより用途が広がる。
Here, the plate
プレート本体210と蓋部材220とが作製されると、蓋部材220をプレート本体210の上部に沿ってスライドさせる、または、プレート本体210の上方から蓋部材220をプレート本体210に嵌め込むことにより、図2(b)に示すように、プレート本体210と蓋部材220とを組み合わせる。このとき、プレート本体210の第1係合部214と蓋部材212の第3係合部223とは、第1係合部214の凸部が第3係合部223と蓋本体221とで構成される凹部に嵌合することにより、互いに掛合する。また、プレート本体210の第2係合部215と蓋部材212の第4係合部224とは、第2係合部215の端部が第4係合部の端部と蓋本体221とで構成される凹部に嵌合することにより、互いに掛合する。
When the plate
このように、プレート本体210の端部に設けられた第1係合部214と、蓋部材220の端部に設けられた第3係合部223とを係合させることによりプレート20を組み立てるので、プレート本体210と蓋部材220の位置決めを容易に行うことができる。
Thus, the
プレート本体210と蓋部材220とが組み合わされると、側壁212の上部と側壁212に接触している蓋部材220の端部とを接合する。この接合は、溶融溶接、摩擦攪拌接合、接着剤によるもの、機械的カシメ、ろう付けなどにより行うことができる。これにより、プレート本体210と蓋部材220とをより確実に固定することができる。
When the plate
以上の工程により、内部に断面略矩形の流路20aが幅方向に複数形成されたプレート20が作製される。このプレート20は、長さ方向の端部において、流路20aが露出した状態となっている。
Through the above steps, the
なお、プレート20は、連接するようにしてもよい。この場合、図2(c)に示すように、プレート20を幅方向に隣接させ、隣り合うプレート本体210の側壁212を接合することにより行うことができる。この接合も、溶融溶接、摩擦攪拌接合、ろう付け、接着剤による接合、機械的カシメ等の各種接合方法により行うことができる。また、図2(d)に示すように、プレート同士の端部にオス・メスの嵌合部250,251を形成して互いに嵌め合わせて連結させてもよい。このとき、嵌合部250.251の端部は、面取りをするようにしてもよい。これにより、プレート20同士をより容易に連結させることができる。
Note that the
このような場合、ヘッダ30は、プレート20の数量に応じて、連設したり、連接したプレート20の大きさに合わせた形状に形成したりする。プレート20とヘッダの接合は、溶接、ろう付け、摩擦攪拌接合などにより行うことができる。プレート20の表面は平面に形成されているので、平面からなる大面積の熱交換器10を作製することができる。
In such a case, the
次に、組立工程は、まず、プレート20とヘッダ30とを用意することから始まる。ここで、プレート20は上述したプレート製造工程により製造される。一方、ヘッダ30は、上述したプレート本体210や蓋部材220の場合と同様、所定の金型を使用して押し出し形材を作製し、これを所定の切断面で切断することによって、底板30aと、上板30bと、側板30cとを備えるヘッダ30を作製することができる。
Next, the assembly process starts from preparing the
プレート20とヘッダ30とが作製されると、プレート20の流路20aが露出した側の端部と、ヘッダ30の側板30cと対向する側部、すなわち底板30aおよび上板30bの側板30cと接続されていない側の端部とを対向させる。そして、図6に示すように、プレート20の端部をヘッダ30で挟む、すなわち底板30aと上板30bの端部によりプレート20のプレート本体210と蓋部材220の端部を挾ませる。このとき、図6に示すように、ヘッダ30の断面略コの字状の側面30dは、外部に露出した状態となっている。
When the
なお、ヘッダ30には、必要に応じて、図7に示すように、熱交換器全体に対し熱媒体となる流体の流れる方向を制御する仕切り板30fが溶接Wにより取り付けられている。この仕切り板30fが取り付けられる箇所においては、底板30aと上板30bにスリット30Yを形成し、このスリット30Yに仕切り板30fを差し込んで溶接Wを施すことにより、仕切り板30fが固定される。また、30Xは、熱媒体となる流体の出口または入口であり、後述する熱交換器全体に対する流体の始点部と終点部に形成される。また、溶接の代わりに、ろう付け、接着、摩擦攪拌接合等により仕切り板30fを固定するようにしてもよい。
In addition, as shown in FIG. 7, the
プレート20をヘッダ30に挟むと共に、図8に示すように、側面30dに端部塞板30eを配設し、プレート20とヘッダ30間およびヘッダ30と端部塞板30e間を接合する。この接合は、例えば、溶接、ろう付け、接着、摩擦攪拌接合等の各種接合方法により行うことができる。これにより、図1に示すように、側面30dが端部塞板30eにより被覆される。このような方法によって、ヘッダ30をプレート20の長さ方向の両端部に固定することにより、熱交換器10が作製される。
While sandwiching the
このように作成された熱交換器10の流路20aに、加熱または冷却した気体または流体からなる熱媒体を流通させることにより、熱媒体と熱交換器10外部との間で熱交換を行うことができる。
Heat exchange is performed between the heat medium and the outside of the
本実施の形態によれば、熱交換器10を構成するプレート20を押出形材から形成することにより、形状、特に長さ方向の寸法を適宜自由に設定することができ、特に確立された押出成形技術により高い精度にて製造できる。また、プレート20をそれぞれ押出形材からなるプレート本体210と蓋部材220という2つの部材から構成することにより、容易に形成することができる。
According to the present embodiment, by forming the
また、本実施の形態では、プレート本体210の側壁212に第1係合部214を、蓋部材220の端部に第3係合部223をそれぞれ形成し、これらを掛合させている。これにより、プレート本体210と蓋部材220とをより強固に接合することができる。
また、本実施の形態では、間隔維持部219を設けることにより、プレート本体210と蓋部材220との間隔を所定の値に維持することができる。また、流路20aの形状も所定の形状とすることができる。すなわちプレート20の中間にある間隔維持部219の厚さを調整することにより、壁部材213の板厚を薄くしても外部からの外力によって壁部材が変形することなく流路20aの形状が維持できるので、壁部材の板厚を薄くしてプレート20全体の重量軽減を図ることができる。
In the present embodiment, the first engaging
In the present embodiment, by providing the
さらに、本実施の形態にように、間隔維持部219の先端の第2係合部215と蓋部材220に形成した第4係合部224が互いに係合されることにより、熱媒体により生じる内圧によってプレート本体210と蓋部材220の間隔が広がるのを防げるので、流路20aの形状を維持することができる。このため、プレート本体210または蓋部材220の板厚を薄くしてもプレート20に変形が生じることがなく、熱媒体が隣接する流路20aに漏れるのを防ぐことができるので、所定の熱効率を維持することができる。
Furthermore, as in the present embodiment, the
(液冷システム)
次に、上述した熱交換器10の使用例について説明する。熱交換器10は、図9(a)に示すような、コンピュータ内部に配設されたCPUを冷却する液冷システム1に適用することができる。この液冷システム1は、発熱体であるCPUを表面に固定した熱交換器10と、熱媒体が輸送する熱を外部に放出するラジエータ101と、熱媒体を循環させるマイクロポンプ102と、温度変化による熱媒体の膨張や収縮を吸収するリザーブタンク103と、これらを接続するパイプ104とを主に備えている。ここで、熱媒体としては、例えば、エチレングリコール系の不凍液が使用される。
(Liquid cooling system)
Next, the usage example of the
(液冷システムの動作)
次に、液冷システム1の動作について説明する。まず、液冷システム1が導入されたコンピュータの電源がONにされると、熱交換器10の上面または下面に配設されたCPUが作動し、発熱し始める。そして、CPUの熱は、熱交換器10に伝達する。
(Operation of liquid cooling system)
Next, the operation of the
一方、コンピュータの電源のONに連動して、マイクロポンプ102が作動する。すると、熱媒体は、マイクロポンプ102から熱交換器10のヘッダ30の供給口30Xに送出され、プレート20の流路20aを流通する。
On the other hand, the
このとき、熱媒体がプレート20の流路20a内部を流通する間に、熱媒体と熱交換器10のプレート20との間で熱交換され、CPUの熱が熱媒体に伝達し、熱媒体は受熱する。プレート20で受熱した熱媒体は、ヘッダ30の排出口30Xより排出され、パイプ104を経由してラジエータ101に供給され、ラジエータ101において熱媒体の熱が放熱される。そして、温度が低下した熱媒体は、パイプ104を介してマイクロポンプ102とに流れた後、再び熱交換器10に供給される。
At this time, while the heat medium flows through the
(放熱システム〔室内暖房システム〕)
次に、本実施の形態に係る熱交換器10の放熱板としての使用例について説明する。放熱板の用途としては、ボイラにより加熱した水を流通させて室内暖房に利用したり、地下水を循環させて温室内を加熱したりすることなどが挙げられる。以下においては、前者の室内暖房の使用例について説明する。
(Heat dissipation system [Indoor heating system])
Next, the usage example as a heat sink of the
熱交換器10は、例えば、図9(b)に示すような室内暖房システムの放熱板に適用することができる。この室内暖房システム2は、放熱板として機能する熱交換器10を備え、この熱交換器10を室内に配設して熱交換器10表面からの輻射または伝熱により室内を加熱するものである。このような室内暖房システム2は、熱交換器10と、水等の熱媒体を加熱するボイラ111と、ボイラ111により加熱された熱媒体を貯留し温度変化による熱媒体の膨張や収縮を吸収するリザーブタンク112と、リザーブタンク112に貯留された熱媒体を熱交換器10に送出するポンプ113と、これらを接続するパイプ114とを主に備えている。ここで、熱媒体としては、熱交換器の内面を防食処理することにより、水道水等の各種流体を適宜自由に用いることができる。
The
(放熱システム〔室内暖房システム〕の動作〕
次に、室内暖房システム2の動作について説明する。室内の暖房を行う場合、まず、ボイラ111およびポンプ113を駆動させる。すると、ボイラ111により加熱された熱媒体が、ボイラ111、リザーブタンク112、ポンプ113および熱交換器10の順で流通する。
(Operation of heat dissipation system [room heating system])
Next, the operation of the
熱交換器10に供給された熱媒体は、一方のヘッダ30の供給口30Xに供給され、プレート20内部の流路20aを流通し、ヘッダ30の排出口30Xから排出され、ボイラ101に送出される。このとき、熱媒体が流路20aを流通する間に、熱媒体より熱交換器10熱が伝えられ、熱交換器10の表面から輻射または伝熱により室内に放熱されて室内の暖房に供せられる。流路20aで熱をプレート20に伝達して冷却された熱媒体は、ヘッダ30の排出口30Xおよびパイプ114を通って、ボイラ111に送出され、ボイラ111において再加熱される。この再加熱された熱媒体は、リザーブタンク112,ポンプ113を経由して、再び熱交換器10に供給される。なお、ボイラ111の設置位置を熱交換器の直前に置く設計とすることも可能である。
The heat medium supplied to the
(開放型システムとその動作)
本実施の形態に係る熱交換器10は、上述した液冷システムや放熱システムのような閉鎖型のシステムのみならず、図9(c)に示すような開放型のシステムに適用することもできる。この開放型システム3は、一例として熱源としての地下水を温室に供給して温室を加熱するものである。具体的には、開放型システム3では、地下水をパイプ121を介してポンプ122で汲み上げ、汲み上げた地下水を必要に応じてボイラ123により加熱し、熱交換器10にて地下水の熱を利用(温室の場合にあっては温室内の加熱)した後、パイプ121により地下水を外部に排出する。このような開放型システム3の場合、熱媒体を循環させて繰り返し利用する必要がないので、液体を熱媒体として利用しようとする場合、防錆性の液体ではなく、地下水、工業用水、水道水等が利用される。このとき、流路20a内に防食処理を施すことで、熱交換器としての利用が可能となる。
(Open system and its operation)
The
ここで、上述した液冷システム1,放熱システム2および開放型システム3で用いられる熱交換器10における熱媒体の流通動作について図10を参照して説明する。図10に示す熱交換器10は、3つのプレート20が連接されており、これらの両端部には一対のヘッダ30−1,30−2が接続されている。このヘッダ30は、図10に示すように、内部に仕切り板30fを備えている。この仕切り板30fは、平板から構成され、仕切り板30fのプレート側端30feがプレート20の壁部材213のヘッダ30側端部213eおよび側壁212のヘッダ30側端部212eとが連続して接し、かつ、平行に配設される。このような仕切り板30fは、隣り合う仕切り板30fと所定間隔離間して配設される。この仕切り板30fは、図10のヘッダ30−1では左側から1つ目、3つ目・・・と1つおきに形成され、ヘッダ30−2では左側から2つ目、4つ目、6つ目・・・と1つおきに形成される。
Here, the distribution operation of the heat medium in the
これにより、供給口30Xからヘッダ30−1を通って流路20a−1に流入しヘッダ30−2に流入した熱媒体は、ヘッダ30−2の内壁および仕切り板30f−1により構成されるスペース30g−1の外縁に沿って向きを変え、流路20a−2に流出する。このとき、両方のヘッダ30−1,30−2に互い違いに仕切り板30fを設けられるので、流路20aを流通する熱媒体は、プレート20の各流路20aを流通しながらヘッダ30−1とヘッダ30−2の間を複数回往復する。最終的に、排出口30Xに連通するスペース30g−nに到達した熱媒体は、排出口30Xから熱交換器10外部に排出される。このように、ヘッダ30内部に仕切り板30fを設けることにより、熱媒体を多数回プレート20の流路20aに流通させることができるので、熱媒体の熱を効率的にプレート20に伝達することができる。
Thus, the heat medium that flows from the
以上説明したように、本実施の形態に係る熱交換器10を液冷システム1,放熱システム2および開放型システム3に適用することにより、効果的に熱交換を行うことができる。
As described above, by applying the
なお、本実施の形態において、壁部材213の数量、壁部材213を形成する位置、および、隣り合う側壁212や壁部材213との間隔は適宜自由に設定することができる。これにより、流路20aの形状を適宜自由に設定することが可能となる。
In the present embodiment, the number of the
また、本実施の形態において、仕切り板30fを設ける位置や数量は適宜自由に設定することができる。例えば、図11に示すように、ヘッダ30−1の隣接するプレート20−1,20−2の間と、ヘッダ30−2の隣接するプレート20−2,20−3の間とに設けるようにしてもよい。これにより、ヘッダ30−1内部に送出された熱媒体は、プレート20単位で向きを変えながら流通する。具体的には、熱媒体は、プレート20−1を通り、ヘッダ30−2により向きを変えてプレート20−2を通り、ヘッダ30−1により向きを変えてプレート20−3を通り、最終的にヘッダ30−2の排出口30Xから熱交換器10外部に排出される。これにより、図10の場合よりも熱媒体が熱交換器10内部を流通する距離が短くなり流路20aの断面積が増えるので、熱媒体の流通量を増やすことができる。
Moreover, in this Embodiment, the position and quantity which provide the
また、図12に示すように、仕切り板30fを設けないようにしてもよい。この場合、ヘッダ30−1内部に送出された熱媒体は、プレート20−1〜3の各流路20aを同一方向に流通し、ヘッダ30−2の排出口(図示せず)から熱交換器10外部に排出される。これにより、熱媒体が熱交換器10内部を流通する距離がより短くなるので、より大量の熱媒体を熱交換器10内部に流通させることができる。
Further, as shown in FIG. 12, the
また、本実施の形態において、第1係合部214を両方の側壁212に設けるようにしたが、第1係合部214を設ける位置はこれに限定されず、適宜自由に設定することができる。同様に、本実施の形態において、第2係合部215をプレート本体210の略中央部の壁部材213に形成するようにしたが、第2係合部215を設ける位置および数量はこれに限定されず、側壁212の間の壁部材213であるならば適宜自由に設定することができる。例えば、第1係合部214を一方の側壁212のみに設けたり、第1係合部214を設けずに第2係合部215のみを設けたり、第2係合部215を複数設けたりするようにしてもよい。このとき、蓋部材220の第3係合部223および第4係合部224とは、対応する第1係合部214または第2係合部215に応じて形成される。
In the present embodiment, the
また、第1係合部214、第2係合部215、第3係合部223および第4係合部224は、対応する部材と互いに係合することができれば、上述したような形状に限定されず、適宜自由に設定することができる。
Further, the first engaging
[第2の実施の形態]
(熱交換器)
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る熱交換器50は、図13に示すように、内部に流路50aが形成されたプレート501と、プレート501の一端に配設された入口ヘッダ502(図示せず)と、プレート501の他端に接続された出口ヘッダ503(図示せず)とを主に備えている。
[Second Embodiment]
(Heat exchanger)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 13, the
プレート501は、図13に示すように、下面に複数の大型フィン511bが形成された下部材511と、この下部材511上面側に設けられ上面に複数の中型フィン512bが形成された上部材512とを備えている。便宜上、以下において、流路50aの流通方向、言い換えると大型フィン511bまたは中型フィン512bの長手方向(図13中の奥行き方向)を長さ方向、大型フィン511bまたは中型フィン512bが並ぶ方向を幅方向、長さ方向および幅方向に直交する方向を高さ方向という。
As shown in FIG. 13, the
下部材511は、平面視略矩形の板の形状を有する下本体511aと、下本体511a下面に所定間隔を隔てて立設された複数の大型フィン511bと、下本体511a下面の大型フィン511bの間に所定間隔を隔てて立設された小型フィン511cと、下本体511aの上面に所定間隔を隔てて立設された第1凸部511dとを主に備える。また、下本体511aの長さ方向に沿った両端部には、幅方向に突出した凸部を有する第1係合部511eが形成されている。さらに、下本体511a上面の所定の箇所には、下本体511aから立設し、端部が幅方向に折れ曲がった第2係合部511fが形成されている。この第2係合部511fは、第1凸部511dと平行に形成されている。また、第2係合部511fは、間隔維持部として機能する。
The
上部材512は、平面視略矩形の板の形状を有する上本体512aと、上本体512a上面に所定間隔を隔てて立設された複数の中型フィン512bと、上本体512a上面の中型フィン512bの間に所定間隔を隔てて立設された小型フィン512cと、上本体511aの下面に所定間隔を隔てて立設された第2凸部512dとを主に備える。また、上本体512の長さ方向に沿った両端部には、内部方向に凹部を備えるクランク状の第3係合部512eが形成されている。さらに、上本体512a下面の第2係合部511eと対向する箇所には、上本体512aから立設し、下部材511と上部材512とを対向配置したとき、その端部が第2係合部511eの端部と反対方向に折れ曲がった第4係合部512fが形成されている。この第4係合部512fは、第2凸部512dと平行に形成されている。また、第4係合部512fも第2係合部511fとともに間隔維持部として機能する。
The
ここで、第2凸部512dは、下部材511の対向する位置に第1凸部511dが形成されていない位置に形成される。これにより、第1凸部511dと第2凸部512dとは、幅方向に互い違いに配設される。
Here, the 2nd
このようなプレート501は、下部材511と上部材512とを組み合わせると、図13に示すように、下部材511の上面と上部材512の下面とで構成されるクランク状の断面形状を有する流路50aが内部に形成される。この流路50aは、第2係合部511fおよび第4係合部512fで幅方向に分割されることにより、複数形成される。
When such a
入口ヘッダ502は、一の面に開口を有する箱形の形状を有し、他の面にパイプ等と接続される流入孔が形成されている。このような入口ヘッダ502は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成される。
The
出口ヘッダ503は、一の面に開口を有する箱形の形状を有し、他の面にパイプ等と接続される流出孔が形成されている。このような出口ヘッダ503は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成される。
The
(熱交換器の製造方法)
次に、熱交換器50の製造方法について説明する。熱交換器50の製造工程は、下部材511と上部材512とを用意することから始まる。下部材511と上部材512とは、第1の実施の形態で説明したプレート本体210の場合と同様、所定の金型を使用して押し出し成形により形材を作製し、これを所定の長さで切断することによって作製することができる。
(Manufacturing method of heat exchanger)
Next, a method for manufacturing the
下部材511と上部材512とが作製されると、上部材512を下部材511の上面に沿ってスライドさせることにより、図13に示すように、下部材511と上部材512とを組み合わせる。
When the
このとき、下部材511の第1係合部511eと上部材512の第3係合部512eとは、第1係合部511eの凸部が第3係合部512eの凹部に嵌合することにより、互いに掛合する。また、下部材511の第2係合部511fと上部材512の第4係合部512fとは、第2係合部511fの端部と第4係合部512fの端部とが高さ方向に引っ掛かった状態となることにより、互いに掛合する。
At this time, the first engaging
また、下部材511の第1凸部511dは、上部材512に当接しない。同様に、上部材512の第2凸部512dも、下部材511に当接しない。したがって、下部材511と上部材512を組み合わせることにより生成される間隙には、蛇行したクランク状断面形状を有する流路50aが形成される。
Further, the first
下部材511と上部材512とが組み合わされると、第1係合部511eと第3係合部512eとを接合する。この接合は、溶接、ろう付け、摩擦攪拌接合、かしめ、接着などにより行うことができる。これにより、プレート501が製造される。なお、かしめを行う場合、下部材511と上部材512との間にパッキンを介在させるようにしてもよい。
When the
プレート501が製造されると、このプレート501の長さ方向の一端に入口ヘッダ502を、他端に出口ヘッダ503を接合する。これは、溶接により接合したり、Al−Si系やAl−Si−Cu系などのアルミニウム合金から形成されたろう材によりろう付け接合したりするようにしてもよい。
When the
以上の工程により、内面にクランク状の流路50aが形成された熱交換器50が作製される。このように作成された熱交換器50の流路50aに、加熱または冷却した気体または流体を流通させることにより、熱交換器50の内部と外部との間で熱交換を行うことができる。
Through the above steps, the
従来のプレートは、流路が矩形断面を有していたので、液体を流通させると流路の断面における四隅によどみが生じるため、その部分で液体とプレートとの熱伝達率が低下し、結果として、液体とプレートとの間で熱交換を効率的に行うことができなかった。一方、本実施の形態では、流路50aが蛇行した断面形状を有するので、よどみが生じる箇所が少なくなり、液体と熱交換器50との接触面積が大きくなると同時によどみによる熱伝達率の低下が抑制される。結果として、液体と熱交換器50との間で熱交換を効率的に行うことができる。
In the conventional plate, since the flow path has a rectangular cross section, if the liquid is circulated, stagnation occurs at the four corners of the cross section of the flow path, so that the heat transfer coefficient between the liquid and the plate decreases at that portion. As a result, heat exchange between the liquid and the plate could not be performed efficiently. On the other hand, in the present embodiment, since the
また、本実施の形態によれば、熱交換器50を構成するプレート501を押出形材から形成することにより、形状、特に長さ方向の寸法を適宜自由に設定することができる。また、プレート501をそれぞれ押出形材からなる下部材511と上部材512という2つの部材から構成することにより、容易に形成することができる。
Moreover, according to this Embodiment, the shape, especially the dimension of a length direction can be set freely freely by forming the
本実施の形態では、下部材511および上部材512それぞれの長さ方向に沿った縁部に第1係合部511eまたは第3係合部512eを形成し、これらを係合させている。これにより、下部材511と上部材512をより強固に接合することができる。
また、下部材511上面に第2係合部511fを、上部材512下面に第4係合部512fをそれぞれ形成し、これらを掛合させている。これにより、流路50aを流通する液体によりプレート501内部の圧力が上昇した場合であっても、所定の流路形状が保持され所定の熱交換性能が得られる。
また、下部材511の下面に大型フィン511bおよび小型フィン511c、上部材512の上面に中型フィン512bおよび小型フィン512cを設けることにより、熱交換器50外部の表面積が大きくなるので、熱交換器50外部の流体と熱交換器50内部を流通する熱媒体との間で熱交換を効率的に行うことができる。
In the present embodiment, the first engaging
Further, the second
Further, by providing the
また、本実施の形態において、熱交換器50には、陽極酸化皮膜処理、化成皮膜処理、めっき、塗装、真空蒸着または乾式めっき等の表面処理を行うようにしてもよい。本実施の形態では、プレート511が下部材511と上部材512という2つの部材から構成されるので、従来のように一体形成されているプレートでは工業的に困難であった陽極酸化皮膜処理等の防食表面処理を行うことができる。これにより、耐腐食性や耐摩耗性を向上させることができる。
In the present embodiment, the
(飲料サーバ)
次に、上述した熱交換器50の使用例について説明する。熱交換器50は、図14に示すようなビールや炭酸飲料などの飲料サーバ4に適用することができる。この飲料サーバ4は、ベース51と、このベース51上に設けられた冷却容器52と、冷却容器52内部に収容された熱交換器50と、ベース51上に配置されパイプ53を介して熱交換器50に接続された飲料タンク54と、冷却容器52の一側面に設けられパイプ55を介して熱交換器50に接続されたノズル56と、パイプ57および減圧弁58を介して飲料タンク54に炭酸ガスを供給するガスタンク59とを主に備えている。
(Beverage server)
Next, the usage example of the
(飲料サーバの動作)
次に、飲料サーバ4の動作について説明する。まず、図14に示すように、冷却容器52内部に氷iを投入する。この氷iが熱交換器50上に載置されると、氷iと熱交換器50との間で熱交換され、熱交換器50の熱が中型フィン512bや小型フィン512cを介して氷iに移動し、熱交換器50が冷却される。なお、受熱して溶けた氷iは、熱交換器50下方に貯留される。この貯留された水wと熱交換器50との間でも熱交換が行われ、熱交換器50の熱が大型フィン511bや小型フィン511cを介して水wに移動し、熱交換器50が冷却される。
(Beverage server operation)
Next, the operation of the beverage server 4 will be described. First, as shown in FIG. 14, ice i is put into the cooling
熱交換器50が冷却されると、減圧弁58を所定の開度に開放して飲料タンク54内部の圧力を上昇させる。この状態でノズル56を開けると、飲料タンク54内部と外部の気圧差により飲料タンク54内部に貯留されていた飲料がパイプ53を介して入口ヘッダ502に送出される。入口ヘッダ52に達した飲料は、プレート511の流路50a内部を流通して出口ヘッダ503に到達し、パイプ55を介してノズル56から外部に放出される。
When the
飲料が流路50a内部を流通する際、飲料と熱交換器50との間で熱交換が行われ、飲料の熱が熱交換器50に移動し、飲料が冷却される。これにより、ノズル56からは、冷却された状態の飲料が放出される。
When the beverage flows through the
このように、熱交換器50を飲料サーバ4に適用することにより、流路50a内部を流通する飲料と熱交換器50外部との間でより効果的に熱交換を行うことができる。
In this way, by applying the
なお、図13には、第2係合部511fおよび第4係合部512fが等間隔に3つずつ設けられているが、第2係合部511fおよび第4係合部512fを設ける位置および数量はこれに限定されず、下本体511a上面または上本体512a下面に設けるのであれば、適宜自由に設定することができる。これにより、流路50aを流通させる液体の特性や流量等に応じて熱交換器50を設計することが可能となる。
In FIG. 13, three second engaging
また、本実施の形態において、入口ヘッダ502および出口ヘッダ503に第1の実施の形態で示した仕切り板30fを設けるようにしてもよい。これにより、熱交換器50の流路50a内部を流通する液体をより効果的に冷却することができる。
In the present embodiment, the
[第3の実施の形態]
(熱交換器)
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図15に示すように、本実施の形態に係る熱交換器60は、内部に流路61aが形成されたプレート61と、このプレート61の両端部に設けられたヘッダ62とから構成される。
[Third Embodiment]
(Heat exchanger)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 15, the
プレート61は、全体として略直方体の形状を有し、下面に平面が形成された下部材611と、上面に平面が形成された上部材612とを備える。プレート61の下部材611と上部材612とは、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成される。便宜上、以下において、流路61aの流通方向を長さ方向、この長さ方向と直交しかつ下部材611および上部材612の平面と平行な方向を幅方向、長さ方向および幅方向と直交する方向を高さ方向という。
The
下部材611は、平面視略矩形の板の形状を有する下本体611aと、下本体611aの長さ方向に沿った両端部から立設された側壁611bと、下本体611aの上面に所定間隔を隔てて立設された第1凸部611cとを主に備える。また、下本体611aの幅方向の中央部には、下本体611aの上面から立設し、端部が幅方向に折れ曲がった第1係合部611dが形成されている。第1係合部611dは、第1凸部611cと平行に形成されている。
The
上部材612は、平面視略矩形の板の形状を有する上本体612aと、この上本体612aの長さ方向に沿った両端部から立設された側壁612bと、上本体612aの下面に所定間隔を隔てて立設された第2凸部612cとを主に備える。また、上本体612aの幅方向の中央部には、上本体612aの下面から立設し、下部材611と上部材612とを対向配置したとき、その端部が第1係合部611dと反対方向に折れ曲がった第2係合部612dが形成されている。この第2係合部612dは、第2凸部612cと平行に形成されている。ここで、第1係合部611dと第2係合部612dとは、相俟って間隔維持部として機能し、下部材611と上部材612の間隔が広がる方向への内圧に対して間隔の維持を行う。
The
第2凸部612cは、下部材611の対向する位置に第1凸部611cが形成されていない位置に形成される。これにより、第1凸部611cと第2凸部612cとは、幅方向に互い違いに配設される。
The 2nd
このようなプレート61は、下部材611と上部材612とを組み合わせると、図15(c)に示すように、下部材611の上面と上部材612の下面とで構成されるクランク状の断面形状を有する流路61aが内部に形成される。この流路61aは、第1係合部611dおよび第2係合部612dで幅方向に分割されることにより、複数形成される。
When such a
ヘッダ62は、一の面に開口62aを有する箱形の形状を有し、開口62aに対向する面には熱媒体の流出入孔62bが形成されている。このようなヘッダ62は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成される。
The
(熱交換器の製造方法)
次に、熱交換器60の製造方法について説明する。熱交換器60の製造工程は、下部材611と上部材612とを用意することから始まる。下部材611と上部材612とは、第1の実施の形態で説明したプレート本体210の場合と同様、所定の金型を使用して押し出し形材を作製し、これを所定の長さに切断することによって作製することができる。なお、本実施の形態においては、下部材611と上部材612とは同じ断面形状の押出形材を利用して作られている。
(Manufacturing method of heat exchanger)
Next, a method for manufacturing the
下部材611と上部材612とが作製されると、上部材612を下部材611の上面に沿ってスライドさせる、または、下部材611の上方から上部材612を嵌め込むことにより、図15cに示すように、下部材611と上部材612とを組み合わせる。
When the
このとき、下部材611の第1係合部611dと上部材612の第2係合部612dとは、第1係合部611dの端部と上部材612dの端部とが高さ方向に引っ掛かった状態となることにより、互いに掛合する。
At this time, the first engaging portion 611d of the
また、下部材611の第1凸部611cは、上部材612に当接しない。同様に、上部材612の第2凸部612cも、下部材611に当接しない。したがって、下部材611と上部材612を組み合わせることにより生成される間隙には、蛇行した断面形状を有する流路61aが形成される。
Further, the first convex portion 611 c of the
下部材611と上部材612とが組み合わされると、下部材611の側壁611bと上部材612の側壁612bとの接触面を接合する。この接合は、溶接、ろう付け、摩擦攪拌接合、接着などにより行うことができる。これにより、プレート61が製造される。
When the
プレート61が製造されると、このプレート61の長さ方向の両端にヘッダ62を接合する。これは、溶接により接合したり、Al−Si系やAl−Si−Cu系などのアルミニウム合金から形成されたろう材により接合したりするようにしてもよい。
When the
以上の工程により、内面にクランク状の流路61aが形成されたプレート60が作製される。このように作成された熱交換器60の流路60aに、加熱または冷却した気体または流体を流通させることにより、熱交換器50の内部と外部との間で熱交換を行うことができる。
Through the above steps, the
本実施の形態によれば、熱交換器60を構成するプレート61を押出形材から形成することにより、形状、特に長さ方向の寸法を適宜自由に設定することができる。また、プレート61をそれぞれ押出形材からなる下部材611と上部材612という2つの部材から構成することにより、容易に形成することができる。
According to the present embodiment, by forming the
また、本実施の形態では、下部材611上面に第1係合部611dを、上部材612上面に第2係合部612dをそれぞれ形成し、これらを掛合させている。これにより、下部材611または上部材612の強度を大きくしなくても流路61aを流通する液体によりプレート61内部の圧力の上昇により下部材611と上部材612との間隔が維持され熱交換器の機能を損なうことがない。また、下部材611と上部材612とを同じ断面形状としたことにより、押出形材製造用の金型は一種類で済み、製造コストが低減する。
In the present embodiment, the first engagement portion 611d is formed on the upper surface of the
また、本実施の形態において、熱交換器60には、陽極酸化皮膜処理、化成皮膜処理、めっき、塗装、真空蒸着または乾式めっき等の表面処理を行うようにしてもよい。本実施の形態では、プレート61が下部材611と上部材612という2つの部材から構成されるので、従来のように一体形成されているプレートでは工業上困難であった陽極酸化皮膜処理等の防食表面処理を容易に行うことができる。これにより、耐腐食性や耐摩耗性を向上させることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態において、プレート61の上面または下面には平面が形成されているので、CPUなどをプレート61上に容易に配設することができる。結果として、CPU等の電子機器を効率的に冷却することができる。
In the present embodiment, since a flat surface is formed on the upper surface or the lower surface of the
従来のヒートシンクは、流路が矩形断面を有していたので、熱媒体を流通させると流路の四隅によどみが生じるため、その部分で熱媒体と熱交換器との熱伝達率が低下し、結果として熱媒体と熱交換器との間で熱交換を効率的に行うことができなかった。本実施の形態では、流路61aの断面が蛇行した断面形状を有するので、よどみが生じる箇所が少なくなり熱媒体と熱交換器60との接触面積が大きくなると同時によどみによる熱伝達率の低下が抑制される。結果として、熱媒体と熱交換器60との間で熱交換を効率的に行うことができる。
In the conventional heat sink, since the flow path has a rectangular cross section, since the stagnation occurs at the four corners of the flow path when the heat medium is circulated, the heat transfer coefficient between the heat medium and the heat exchanger decreases at that portion. As a result, heat exchange could not be performed efficiently between the heat medium and the heat exchanger. In the present embodiment, since the cross section of the
なお、図15には、第1係合部611dおよび第2係合部612dが1つずつ設けられているが、第1係合部611dおよび第2係合部612dを設ける位置および数量はこれに限定されず、下本体611a上面または上本体612a下面に設けるのであれば、適宜自由に設定することができる。これにより、流路61aを流通させる液体の特性や流量等に応じて熱交換器60を設計することが可能となる。
In FIG. 15, one first engaging portion 611d and one second engaging
また、本実施の形態において、ヘッダ62に第3の実施の形態で示した仕切り板30fを設けるようにしてもよい。これにより、熱交換器60の表面に配設されたCPUをより効果的に冷却することができる。
In this embodiment, the
本発明は、液冷システム等の冷却用熱交換器、放熱装置用熱交換器、熱媒体を閉鎖回路で利用する熱交換器や開放型の回路で利用する熱交換器等の各種熱交換器に適用することができる。 The present invention relates to various heat exchangers such as a cooling heat exchanger such as a liquid cooling system, a heat exchanger for a heat radiating device, a heat exchanger using a heat medium in a closed circuit, and a heat exchanger using an open circuit. Can be applied to.
1…液冷システム、2…放熱システム、3…開放型システム、4…飲料サーバ、10…熱交換器、20,20−1,20−2,20−3…プレート、20a,20a−1,20a−2,20a−n…流路、30,30−1,30−2…ヘッダ、30a…底板、30b…上板、30c…側板、30d…側面、30e…端部塞板、30f…仕切り板、30fe…プレート側端、30g,30g−1,30g−h…スペース、30X…供給口,排出口、30Y…スリット、50…プレート、50a…流路、51…ベース、52…冷却容器、53…パイプ、54…飲料タンク、55…パイプ、56…ノズル、57…パイプ、58…減圧弁、59…ガスタンク、60…ヒートシンク、61…プレート、61a…流路、62…ヘッダ、62b…流出入口、101…ラジエータ、102…マイクロポンプ、103…リザーブタンク、104…パイプ、111…ボイラ、112…リザーブタンク、113…ポンプ、114…パイプ、121…パイプ、122…ポンプ、123…ボイラ、210…プレート本体、211…底壁、212…側壁、212e…ヘッダ30側側端部、213…壁部材、213e…ヘッダ30側端部、214…第1係合部、215…第2係合部、220…蓋部材、221…蓋本体、222…凹部、223…第3係合部、224…第4係合部、250,251…嵌合部、400…押し出し形材、401…基部、402…側部、501…プレート、502…入口ヘッダ、503…出口ヘッダ、511…下部材、511a…下本体、511b…大型フィン、511c…小型フィン、511d…第1凸部、511e…第1係合部、511f…第2係合部、512…上部材、512a…上本体、512b…中型フィン、512c…小型フィン、512d…第2凸部、512e…第3係合部、512f…第4係合部、611…下部材、611a…下本体、611b…側壁、611c…第1凸部、611d…第1係合部、612…上部材、612a…上本体、612b…側壁、612c…第2凸部、612d…第2係合部。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
押出形材によって形成された第1の部材と、
第2の部材と
からなり、
前記流路は、互いに組み合わされた前記第1の部材と前記第2の部材間に形成され、
前記第1の部材と前記第2の部材とは、押出方向と直交する幅方向の両端で互いに結合される
ことを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger that has at least one flow path through which a fluid as a heat medium flows, and exchanges heat between the heat of the heat medium and the outside,
A first member formed by an extruded profile;
A second member and
The flow path is formed between the first member and the second member combined with each other,
The first member and the second member are coupled to each other at both ends in the width direction orthogonal to the extrusion direction.
ことを特徴とする請求項1記載の熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1, wherein at least a flow path side surface of the first member and the second member is subjected to anticorrosion surface treatment.
ことを特徴とする請求項1または2記載の熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the first member and the second member have an interval maintaining portion in the middle in the width direction.
ことを特徴とする請求項3記載の熱交換器。 The heat exchanger according to claim 3, wherein an engaging portion that engages with each other is formed on the first member and the second member, and the engaging portion also serves as the interval maintaining portion.
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の熱交換器。 The widthwise ends of the first member and the second member are fixed to each other by at least one of caulking, friction stir welding, fusion welding, brazing, and adhesion. The heat exchanger according to any one of 1 to 4.
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の熱交換器。 The said 1st member and the said 2nd member are couple | bonded by the engaging part which is formed in the edge part along the said extrusion direction, and engages with each other. The heat exchanger as described in.
ことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 6, wherein the first member and the second member are formed of an aluminum alloy.
ことを特徴とする請求項1乃至7記載の何れか1項に記載の熱交換器。 8. At least one of the first member and the second member includes at least one fin on a surface opposite to the surface constituting the flow path. The heat exchanger according to item.
前記第1の部材と前記第2の部材との外部には、前記熱媒体の加熱源または冷却源が配設される
ことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の熱交換器。 The heat medium is composed of a beverage liquid,
The heat according to any one of claims 1 to 8, wherein a heating source or a cooling source for the heat medium is disposed outside the first member and the second member. Exchanger.
ことを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の熱交換器。 The flat surface is formed on at least one of the first member and the second member on a surface opposite to a surface constituting the flow path. The method according to any one of claims 1 to 9, The described heat exchanger.
このヘッダーは、前記熱媒体を各前記流路で同一方向に流通させる、隣接する前記流路と反対方向に前記熱媒体を流通させる、または、隣接する流路群と反対方向に前記熱媒体を流通させる
ことを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項に記載の熱交換器。 A header is formed at the end of the first member and the second member,
This header allows the heat medium to flow in the same direction in each of the flow paths, allows the heat medium to flow in the direction opposite to the adjacent flow paths, or allows the heat medium to flow in the direction opposite to the adjacent flow paths. The heat exchanger according to any one of claims 1 to 10, wherein the heat exchanger is distributed.
ことを特徴とする請求項1乃至11の何れか1項に記載の熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 11, wherein the flow path has a substantially crank-shaped cross section in the width direction.
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