JP2011185457A - Heat exchanger structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器構造に関し、特に伝熱効率を向上させることができる熱交換器構造に関する。 The present invention relates to a heat exchanger structure, and more particularly to a heat exchanger structure that can improve heat transfer efficiency.
電子IT技術の進歩で、コンピューター、ノート型コンピューター、通信機器などの電子機器の使用は、日増しに普及し、しかもその応用はますます広がっている。 With the advancement of electronic IT technology, the use of electronic devices such as computers, notebook computers, and communication devices is becoming more and more popular, and its applications are expanding.
しかし、電子機器の高速での作動時には、その内部の電子パーツは熱を発する。さらに、その熱を適時に電子機器外へと排出できなければ、これらの熱は電子機器内に蓄積し、電子機器内部と電子パーツの温度が上昇し、過熱により、電子パーツが故障、損壊し、或いは作動効率が低下するなどの状況が発生する。 However, when an electronic device operates at a high speed, the electronic parts inside the device generate heat. Furthermore, if the heat cannot be discharged outside the electronic device in a timely manner, the heat accumulates inside the electronic device, the temperature inside the electronic device and the temperature of the electronic part rises, and overheating causes the electronic part to break down or be damaged. Or, a situation such as a decrease in operating efficiency occurs.
このような熱に関する問題を解決するため、電子機器内に散熱ファンを設置し、強制的に散熱する散熱方法が、従来から採用されている。しかし、このような散熱方法では、その散熱ファンの気流の量には限界があるため、散熱効果の向上は難しく、しかも温度低下の幅にも限界があった。そのため、別の散熱方法が望まれている。 In order to solve such a problem related to heat, a heat dissipation method in which a heat dissipation fan is installed in an electronic device to forcibly dissipate heat has been conventionally employed. However, in such a heat dissipation method, the amount of air flow of the heat dissipation fan is limited, so it is difficult to improve the heat dissipation effect, and there is also a limit to the temperature drop. Therefore, another heat dissipation method is desired.
そこで、このような要望に鑑みて、水冷式散熱装置を発熱パーツ上に密着させる方法が提案された。この水冷式散熱装置を用いた方法は、水冷式散熱装置をCPU、MPU、サウス/ノースブリッジチップなどの発熱パーツに接触させ、ポンプにより貯水槽内から、冷却液体を水冷式散熱装置中へと導入するものである。 Therefore, in view of such a demand, a method for bringing a water-cooled heat dissipation device into close contact with a heat-generating part has been proposed. In this method using a water-cooled heat dissipation device, the water-cooled heat dissipation device is brought into contact with a heat generating part such as a CPU, MPU, or south / north bridge chip, and the cooling liquid is pumped from the water storage tank into the water-cooled heat dissipation device. It is to be introduced.
これにより、冷却液体は、水冷式散熱装置と、発熱パーツから吸收した熱との間で、熱交換を行った後、水冷式散熱装置の排水口から散熱モジュールへと流出し、冷却を経て、再び貯水槽へと戻される。このように、冷却液体の循環により、散熱を助け、発熱パーツの温度を低下させることにより、発熱パーツの作動をスムーズにすることができる。 As a result, the cooling liquid exchanges heat between the water-cooled heat dissipating device and the heat absorbed from the heat-generating parts, and then flows out from the drain port of the water-cooled heat dissipating device to the heat dissipating module, and after cooling, It is returned to the water tank again. As described above, the circulation of the cooling liquid helps to dissipate heat and lowers the temperature of the heat generating part, whereby the operation of the heat generating part can be made smooth.
ところが、前記水冷式散熱装置は、気流利用の散熱に存在する問題を解決することはできるが、別の問題がある。
すなわち、従来の水冷式散熱装置では、水冷式散熱装置が密着している発熱パーツの端面(すなわち、吸熱面)が、同一位置に集中しているため、水冷式装置内の冷却液体においては、最下層の流体部分だけが、吸熱面と熱交換作用を生じることになる。しかも、前記冷却液体が水冷式散熱装置に滞留する時間は短過ぎるため、前記冷却液体は、十分な熱を吸収することができないままに、速やかに前記排水口から導出されてしまう。
However, the water-cooled heat dissipating device can solve the problem of heat dissipating using airflow, but has another problem.
That is, in the conventional water-cooled heat dissipation device, the end surfaces of the heat-generating parts (i.e., the heat-absorbing surface) with which the water-cooled heat dissipation device is in close contact are concentrated at the same position. Only the lowermost fluid portion will have a heat exchange effect with the endothermic surface. In addition, since the cooling liquid stays in the water-cooled heat dissipation device for too short, the cooling liquid cannot be absorbed sufficiently and is quickly led out from the drain.
このため、前記従来の水冷散熱装置では、その水冷機能は大きく割り引かれてしまい、伝熱効果も不良となり、ひいては散熱効果も極めて不十分である。 For this reason, in the conventional water-cooled heat dissipating device, the water-cooling function is greatly discounted, the heat transfer effect is poor, and the heat dissipating effect is extremely insufficient.
図1に従来の水冷式散熱構造の一例の構成を示す。図1に示すように、従来の水冷式散熱構造は、複数の散熱フィン(フィン列)13を設置する底台10と、収容設置空間111、給水管112、及び排水管113とを備える蓋体11とを有して構成される。前記給水管112と前記排水管113とは、それぞれ前記蓋体11の相対する両側上に設けられ、しかも前記収容設置空間111と相互に連通している。また、前記底台10に、前記蓋体11により蓋をすることにより、前記水冷式散熱構造として構成される。
FIG. 1 shows a configuration of an example of a conventional water-cooled heat dissipation structure. As shown in FIG. 1, a conventional water-cooled heat dissipation structure includes a
前記各散熱フィン13は、前記蓋体11の収容設置空間111内に収容されている。また、各散熱フィン13の相互間には、複数の一方向ランナー131が形成され、これら複数の一方向ランナー131は、それぞれ前記給水管112と前記排水管113とを結ぶ方向と同じ向きで配置される。
Each of the
このため、前記水冷式放熱構造では、冷却液体が、前記給水管112から前記収容設置空間111内へと導入された後は、複数の一方向ランナー131を通して、冷却液体の通過を導き、こうして、冷却液体は、前記各散熱フィン13と熱交換を行い、散熱の効果を効果的に向上させることができる。
For this reason, in the water cooling type heat dissipation structure, after the cooling liquid is introduced from the
しかも、前記水冷式散熱構造においては、前記散熱フィン13を複数設置することで、散熱面積を拡大し、さらに、冷却液体が複数の一方向ランナー131を通過する時、冷却液体の前記各一方向ランナー131における停滞時間を延長することができるので、より多くの熱を持ち去り、熱交換を行うことができる。
In addition, in the water-cooled heat dissipation structure, the heat dissipation area is expanded by installing a plurality of the
このような水冷式放熱構造の従来技術としては、例えば、特許文献1に記載されているように、チップなどの電子部品状に配置する冷却ジャケットと、循環ポンプと、放熱板とを有し、放熱板で冷却した冷却水を循環ポンプで冷却ジャケットに循環するようにして、チップで発生する熱を冷却するようにした水冷式冷却装置がある。
As a prior art of such a water-cooled heat dissipation structure, for example, as described in
しかしながら、図1に示す前記従来の水冷式放熱構造では、一方向ランナー131は、多数のフィン間に形成されるため、流体の摩擦抵抗力が拡大する。その一方、ポンプの出力は一定であるため、冷却流体の流速は必然的に低下し、熱対流係数も低くなり、しかも高壓損係数も付随するため、冷却液体の、散熱フィン13からの対流伝熱量に影響を及ぼす。よって、全体的な熱交換効率及び伝熱効果は、明らかに低下し、それに相対して、散熱効果は理想とは程遠くなってしまう。
However, in the conventional water-cooled heat dissipation structure shown in FIG. 1, the
このように、前記従来の水冷式放熱構造には、以下のような欠点が存在する。
1.冷却液体が底台に滞留する時間が短すぎるため、伝熱効果が不良である。
As described above, the conventional water-cooled heat dissipation structure has the following drawbacks.
1. Since the time for which the cooling liquid stays at the bottom is too short, the heat transfer effect is poor.
2.冷却液体は、下層だけが熱源と接触するため、伝熱効果が良くない。 2. Since only the lower layer of the cooling liquid comes into contact with the heat source, the heat transfer effect is not good.
3.熱交換効率が劣る。 3. Heat exchange efficiency is inferior.
4.散熱効果が不良である。 4). The heat dissipation effect is poor.
また、前記特許文献1に記載の水冷冷却装置は、冷却ジャケットを設けて冷却水を放熱板を介して循環させて冷却するものの、放熱板自体の構成が前記図1に示す従来技術の構成と同じような構成であるために、前記問題点を解決するには至っていない。
In addition, the water-cooled cooling device described in
そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたもので、熱伝達能力と熱性能係数を高めることができる螺旋導引槽設計を備える熱交換器構造を提供することを目的とする。 Then, this invention was made | formed in view of the said problem, and it aims at providing the heat exchanger structure provided with the spiral guide tank design which can raise a heat transfer capability and a thermal performance coefficient.
上記課題を解決するため、本発明の熱交換器構造は、本体の中心、及びこの中心から該中心の外側へ向かい径方向へと巡りながら延伸する螺旋導引槽と、前記螺旋導引槽にそれぞれ通じる第一通口及び第二通口とを有する本体を備えて構成された熱交換器構造であって、前記螺旋導引槽の径方向に巡る半径は、前記本体の中心から、外側へと徐々に増加したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a heat exchanger structure according to the present invention includes a spiral guiding tank that extends in a radial direction from the center toward the outside of the center, and the spiral guiding tank. A heat exchanger structure including a main body having a first port and a second port that communicate with each other, wherein a radius of the spiral guide tank in a radial direction is outward from a center of the main body. It is characterized by a gradual increase.
また、本発明の熱交換器構造は、本体の中心、及びこの中心から該中心の外側へ向かい径方向へと巡りながら延伸する螺旋導引槽と、前記螺旋導引槽の壁面に設置する少なくとも1個の第一スポイラーユニットと、前記螺旋導引槽にそれぞれ通じる第一通口及び第二通口とを有する本体を備えて構成された熱交換器構造であって、前記螺旋導引槽の径方向に巡る半径は、前記本体の中心から、外側へと徐々に増加したことを特徴とする。 Further, the heat exchanger structure of the present invention includes a spiral guide tank that extends in a radial direction from the center of the main body to the outside of the center, and at least a wall installed on the wall of the spiral guide tank. A heat exchanger structure including a main body having one first spoiler unit and a first and a second port that respectively communicate with the spiral guide tank, wherein the spiral guide tank includes: The radius in the radial direction gradually increases from the center of the main body to the outside.
本発明の熱交換器構造によれば、熱伝達能力と熱性能係数を高めることができる。 According to the heat exchanger structure of the present invention, the heat transfer capability and the thermal performance coefficient can be increased.
以下に図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
(第一実施例)
図2から図5は、本発明の第一実施例に係り、図2は、第一実施例に係る熱交換器の分解模式図、図3は、第一実施例に係る熱交換器の組合せ模式図、図4は、第一実施例に係る螺旋導引槽の局部立体透視図、図5は、図4の断面に流体が生じるディーン形うずを示す模式図である。
(First Example)
FIGS. 2 to 5 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded schematic view of a heat exchanger according to the first embodiment, and FIG. 3 is a combination of heat exchangers according to the first embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram showing a local three-dimensional perspective view of the spiral guiding tank according to the first embodiment, and FIG. 5 is a schematic diagram showing a Dean vortex in which fluid is generated in the cross section of FIG.
図2、図3、図4、及び図5に示すように、本発明の第一実施例に係る熱交換器構造は、水冷式散熱構造な適用された熱交換器1として構成されたもので、前記熱交換器1は、中心21(図2中の点線軸により表示)を備える本体2と、蓋体3とを有して構成されている。
As shown in FIGS. 2, 3, 4, and 5, the heat exchanger structure according to the first embodiment of the present invention is configured as a
前記本体2は、前記中心21からこの中心21の外側へと、径方向に巡りながら延伸する螺旋導引槽22を備え、しかも前記螺旋導引槽22の径方向に巡る半径は、前記中心21から外側へと徐々に拡大するように構成されている。
The
つまり、前記螺旋導引槽22は、前記本体2の内部において、前記中心21から前記中心の外側へと、径方向に巡りながら延伸し、螺旋湾曲道(すなわち、いわゆる螺旋導引槽22)を形成している。
That is, the
図2に、前記螺旋導引槽22全体が形成する渦巻きの形態を示す。
前記本体2は、さらに、第一通口221及び第二通口222を有して構成されている。前記第一通口221は、前記中心21の軸に沿った位置に設置され、前記第二通口222は、前記中心21の外側に設置されている。
FIG. 2 shows a spiral form formed by the entire
The
また、前記第一通口221と前記第二通口222とは、それぞれ前記螺旋導引槽22に連通している。
Further, the
前記螺旋導引槽22は、第一通道225を有して構成されている。前記第一通道225は、前記螺旋導引槽22と前記第二通口222との間に設置され、さらに前記第二通口222に連通している。
The
このような構成により、冷却液体、水などの流体は、前記螺旋導引槽22の第二通口222から流入され、前記熱交換器1は、前記螺旋導引槽22の径方向に巡る半径の遠心力を通して、前記流体の混合を増強し、前記第一通口221を経て、前記流体を前記軸管31外へと導出する。
With such a configuration, a fluid such as a cooling liquid or water is introduced from the
すなわち、前記流体は、前記第二通口222から前記第一通道225を流れた後、前記螺旋湾曲道(すなわち、螺旋導引槽22)に沿って、前記第一通口221方向へと流動する。
That is, the fluid flows from the
この時の流体は、前記螺旋湾曲道が巡る半径により、前記中心21方向へと徐々に減小する。こうして流体は、遠心力及び慣性力により、螺旋導引槽22の内壁二重作用の下、3次元の二次流作用(Secondary Flow)を生じる。
At this time, the fluid gradually decreases in the direction of the
すなわち、このディーン形うず(Dean Vortics)の発生により、前記螺旋導引槽22中のフローフィールドには、対称でありながら、巡る方向が反対の2本の渦流を同時に発生する (図4、5参照)。
この渦流(図5中の矢印により示す)は、螺旋導引槽22の内壁外側227(中心21から離れた側)と内壁内側228(中心21に近い側)の間で流動することになる。
That is, due to the generation of the Dean Vortics, two vortex flows that are symmetrical but opposite to each other are generated simultaneously in the flow field in the spiral guide tank 22 (FIGS. 4 and 5). reference).
This vortex flow (indicated by an arrow in FIG. 5) flows between the inner wall outer side 227 (side away from the center 21) and the inner wall inner side 228 (side closer to the center 21) of the
前記流体は、前記第一通口221を通過した後、前記軸管31から、接続するポンプ(図示せず)へと導出され、さらに前記ポンプにより、流体は、前記第二通口222へと戻される。
After the fluid passes through the
これによって、前記流体は、前記螺旋導引槽22内と前記ポンプとの間で循環を続け、こうして極めて優れた水循環散熱効果を達成することができる。
Accordingly, the fluid continues to circulate between the inside of the
この他、第一実施例の熱交換器1は、前記螺旋導引槽22により、その内部で流動する流体が二次流の影響を受けることにより、流体の混合を増強し、全体の熱交換効率を効果的に向上させることができ、こうして伝熱効果をも高めることができる。
In addition, the
また、図2、3に示すように、前記第一蓋体3は、前記本体2に相対して、前記本体2に蓋をする蓋体である。さらに前記第一蓋体3は、前記軸管31を有して構成されている。
前記軸管31は、前記第一通口221に連通し、しかも前記軸管31と前記第一通口221と前記螺旋導引槽22と前記第二通口222とは、連通している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
The
さらに、前記螺旋導引槽22は、前記本体2の片側に、開放側223を形成する。
前記開放側223は、封鎖側224に相対し、すなわち前記螺旋導引槽22は、前記本体2の片側を貫通し、貫通側に、前記開放側223を形成する。
しかも、本体2の反対側は、前記螺旋導引槽22により貫通されないため、前記封鎖側224は、前記開放側223に相対することになる。
Further, the
The
Moreover, since the opposite side of the
前記第一蓋体3は、前記開放側223を封鎖し、つまり、前記第一蓋体3は、前記開放側223方向へと移動し、前記本体2の上から蓋をすることによって、前記開放側223を封鎖する。
このようにして、第一実施例に係る熱交換器1が構成されることになる。
The
In this way, the
次に、第一実施例に係る熱交換器1の取り付け方法及び作用について説明する。
第一実施例の熱交換器1は、発熱源に応用して散熱を行うことができる。
この発熱源は、電子機器(コンピューター、ノート型コンピューター、通信機器或いは他の工業電子機器など)内の電子パーツである。
Next, the attachment method and effect | action of the
The
This heat source is an electronic part in an electronic device (computer, notebook computer, communication device, or other industrial electronic device).
前記電子機器内の電子パーツでは、作動により発生する電気エネルギーが、熱エネルギーに物理転化するため、前記本体2の片側(すなわち、前記本体2の開放側223に相反する端面)を、前記発熱源に対応させる。つまり、熱交換器1の前記端面を前記発熱源の面上に接合させるように取り付ける。
In the electronic part in the electronic device, since the electrical energy generated by the operation is physically converted into thermal energy, one side of the main body 2 (that is, the end surface opposite to the
そして、前記熱交換器1において、前記螺旋導引槽22内の流体を利用し、前記発熱源の熱に対して熱交換を発生させる。
この場合、前記熱交換器1では、前記螺旋導引槽22の径方向に巡る半径の遠心力及び慣性力により、前記螺旋導引槽22中の発熱源片側に近い流体(この片側の流体温度がより高い)と、発熱源片側から離れた流体(この片側の流体の温度は、相対的に低い)は迅速に混合されることになる。
And in the said
In this case, in the
これにより、流体の混合効果を効果的に高め、さらには最良の熱交換を生じる伝熱効果を達成する(或いは、流体の熱伝達効率を向上させる)ことができる。 As a result, it is possible to effectively enhance the mixing effect of the fluid and achieve the heat transfer effect that causes the best heat exchange (or improve the heat transfer efficiency of the fluid).
従って、第一実施例によれば、熱伝達能力と熱性能係数を高めることができる螺旋導引槽設計を備える熱交換器構造の実現が可能となる。 Therefore, according to the first embodiment, it is possible to realize a heat exchanger structure having a spiral guide tank design capable of increasing the heat transfer capability and the thermal performance coefficient.
(第二実施例)
図6は、本発明の第二実施例に係る熱交換器の分解模式図である。なお、図6は、前記第一実施例に係る熱交換器と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
(Second embodiment)
FIG. 6 is an exploded schematic view of the heat exchanger according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same components as those of the heat exchanger according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different portions are described.
図6に示すように、第二実施例の熱交換器1は、さらに、第二蓋体7を備える構成が前記第一実施例と異なる点である。
前記第二蓋体7と前記第一蓋体3とは相対して、前記本体2の両側に蓋をするようになっている。
As shown in FIG. 6, the
The
また、前記螺旋導引槽22は、前記本体2の両側にそれぞれ開放側223を形成し、前記第一蓋体3及び前記第二蓋体7により、それぞれ前記開放側223を封鎖される。
The
従って、第二実施例においても、前記第一実施例と同様の作用・効果が得られる。 Therefore, in the second embodiment, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained.
(第三実施例)
図7から図9は、本発明の第三実施例に係り、図7は、本発明の第三実施例に係る熱交換器の立体分解模式図、図8は、第三実施例に係る熱交換器の立体組合せ模式図、図9は、第三実施例に係る熱交換器の立体断面模式図である。なお、図7から図9は、前記第一実施例に係る熱交換器と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
(Third embodiment)
7 to 9 relate to a third embodiment of the present invention, FIG. 7 is a schematic diagram of a three-dimensional decomposition of a heat exchanger according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a heat according to the third embodiment. FIG. 9 is a three-dimensional cross-sectional schematic diagram of a heat exchanger according to the third embodiment. 7 to 9, the same components as those of the heat exchanger according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different portions are described.
図7に示すように、第三実施例の熱交換器1は、さらに、少なくとも1個の第一スポイラーユニット4を備える構成が前記第一実施例と異なる点である。
前記第一スポイラーユニット4は、前記螺旋導引槽22の壁面226に設置されている。
As shown in FIG. 7, the
The
本実施例では、前記第一スポイラーユニット4は、前記螺旋導引槽22の封鎖側224に設置され、さらに、前記第一蓋体3には、前記螺旋導引槽22の開放側223の位置に、少なくとも1個の第二スポイラーユニット5が設けられている。
In the present embodiment, the
よって、本実施例では、前記第一スポイラーユニット4と前記第二スポイラーユニット5は、それぞれ前記螺旋導引槽22の封鎖側224と開放側223に設置される。
Therefore, in the present embodiment, the
しかも、前記第一スポイラーユニット4と前記第二スポイラーユニット5は、それぞれ対向する方向に突起する突起体で構成されたもので、前記螺旋導引槽22の封鎖側224と開放側223に設置される。
In addition, the
次に、第三実施例に係る熱交換器1の作用について説明する。
図5、図9、及び図10に示すように、本実施例の熱交換器1において、熱交換器1内の流体は、前記第二通口222から進入し前記第一通口221へと流出、或いは前記第一通口221から進入し前記第二通口222から流出のいずれかを選択することができる。
Next, the operation of the
As shown in FIGS. 5, 9, and 10, in the
本実施例では、流体が、前記第二通口222から進入し、前記第一通口221へと向かい、軸管31を経て流出するルート(図10の矢印参照)として説明するものとする。
In this embodiment, it is assumed that the fluid enters from the
すると、熱交換器1において、流体は、前記第二通口222から進入し、前記螺旋導引槽22の第一通道225へと流入し、この第一通道225を通過後、径方向巡りの螺旋導引槽22へと進入する。
Then, in the
さらに、流体は、前記螺旋導引槽22に沿って、本体2の中心21へ向かい流動する。流体は、ぐるぐる巡る螺旋導引槽22中で流動するため、慣性力と遠心力との二重作用の下、3次元の二次流現象(second flow)を発生し、すなわち、ディーン形うず(Dean Vortices)を生じる。
Further, the fluid flows along the
また、前記螺旋導引槽22中のフローフィールドも、対称でありながら、巡る方向が反対の2本の渦流を同時に発生する。
この渦流(図5中の矢印により示す)は、前記螺旋導引槽22の外側227(中心21から離れた側)と内側228(中心21に近い側)の間において、流動することになる。
In addition, the flow field in the
This vortex flow (indicated by an arrow in FIG. 5) flows between the outer side 227 (side away from the center 21) and the inner side 228 (side closer to the center 21) of the
同時に、前記螺旋導引槽22内の流体は、前記壁面226と前記第一蓋体3上の第一スポイラーユニット4及び第二スポイラーユニット5に沿って、前記螺旋導引槽22内の螺旋ランナーで流動することになる。
これにより、前記螺旋導引槽22中では、渦流(Swirling flow)を生じ、前記螺旋導引槽22内のフローフィールドに対する熱対流係数を向上させることができる。
At the same time, the fluid in the
Accordingly, a vortex flow (Swirling flow) is generated in the
また、前記第一スポイラーユニット4と前記第二スポイラーユニット5により、前記螺旋導引槽22中において、流体は、対称でありながら、巡る方向が反対の2本の渦流を生じる。
この渦流(図5中の矢印により示す)は、前記螺旋導引槽22の外側227(中心21から離れた側)と内側228(中心21に近い側)の間で、流動することになる。
これにより、乱流強度を高める作用を備える伝熱強化効果を生じさせることができる。
In addition, the
This vortex flow (indicated by an arrow in FIG. 5) flows between the outer side 227 (side away from the center 21) and the inner side 228 (side closer to the center 21) of the
Thereby, the heat-transfer enhancement effect provided with the effect | action which raises turbulent flow intensity | strength can be produced.
また、前記第一スポイラーユニット4と前記第二スポイラーユニット5が導引する渦流とディーン形うず(Dean vortices)とは同一方向であるため、流体は、第一スポイラーユニット4と第二スポイラーユニット5が導引する二次流により、螺旋湾曲道の渦流強度を増強することができ、この熱交換器1の伝熱効果をさらに向上させることができる。
In addition, since the vortex flow and Dean vortices guided by the
上記したように、本実施例の熱交換器1において、流体は、螺旋導引槽22及び第一スポイラーユニット4と第二スポイラーユニット5に沿って流動し、これにより流体のディーン形うず(Dean vortices)、渦流、層流、及び乱流の強度は増強される。
こうして、螺旋導引槽22内の流体の混合回数を拡大でき、しかも流体の熱伝達能力及び熱性能係数を高めることができる。
As described above, in the
In this way, the number of times of mixing the fluid in the
従って、第四実施例によれば、前記第一実施例より熱伝達能力と熱性能係数を高めることができる熱交換器構造の実現が可能となる。 Therefore, according to the fourth embodiment, it is possible to realize a heat exchanger structure capable of increasing the heat transfer capability and the thermal performance coefficient as compared with the first embodiment.
(第四実施例)
図11及び図12は、本発明の第四実施例に係り、図11は、第四実施例に係る熱交換器の立体分解模式図、図12は、第四実施例に係る熱交換器の立体断面模式図である。なお、図11及び図12は、前記第三実施例に係る熱交換器と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
(Fourth embodiment)
11 and 12 relate to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 11 is a schematic exploded view of a heat exchanger according to the fourth embodiment, and FIG. 12 shows a heat exchanger according to the fourth embodiment. It is a three-dimensional cross-sectional schematic diagram. In addition, in FIG.11 and FIG.12, the same code | symbol is attached | subjected about the component similar to the heat exchanger which concerns on the said 3rd Example, description is abbreviate | omitted, and only a different part is demonstrated.
図11に示すように、第四実施例の熱交換器1は、螺旋導引槽61が、本体2の両側に、それぞれ開放側611、612を形成した構成が前記第三実施例と異なる点である。
第一蓋体3(第三実施例と同様)及び第二蓋体7は、それぞれ2個の開放側611、612に対応して、前記本体2に蓋をすることによって、こうして2個の開放側611、612を封鎖する。
As shown in FIG. 11, the
The first lid 3 (similar to the third embodiment) and the
前記第一蓋体3は、軸管31を備え、前記軸管31は第一通口221に連通している。さらに、前記第一蓋体3と前記第二蓋体7とは、それぞれ第二スポイラーユニット5と第三スポイラーユニット8とを備え、前記第三実施例と同様に、螺旋湾曲道の渦流強度を増強することができ、この熱交換器1の伝熱効果をさらに向上させることができるようにしている。
その他の構成及び作用は前記第三実施例と同様である。
The
Other configurations and operations are the same as those of the third embodiment.
従って、第四実施例によれば、螺旋導引槽61が、本体2の両側に、それぞれ開放側611、612を形成した構成であっても、前記第三実施例と同様の効果を得ることができる。
Therefore, according to the fourth embodiment, even if the
(第五実施例)
図13及び図14は、本発明の第五実施例に係り、図13は、第五実施例に係る熱交換器の立体分解模式図、図14は、第五実施例に係る熱交換器の立体断面模式図である。なお、図13及び図14は、前記第三実施例に係る熱交換器と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
(Fifth embodiment)
FIGS. 13 and 14 relate to a fifth embodiment of the present invention, FIG. 13 is a schematic diagram of a three-dimensional decomposition of a heat exchanger according to the fifth embodiment, and FIG. 14 shows a heat exchanger according to the fifth embodiment. It is a three-dimensional cross-sectional schematic diagram. In FIGS. 13 and 14, the same components as those in the heat exchanger according to the third embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different portions are described.
図13及び図14に示すように、第五実施例の熱交換器1は、第一スポイラーユニット4と第二スポイラーユニット5が凹槽形式で、螺旋導引槽22の封鎖側224と開放側223に設置されるように構成したことが前記第三実施例と異なる点である。
このような構成によれば、熱交換器1において、その流体は、前記第一スポイラーユニット4と前記第二スポイラーユニット5とが導引する二次流により、螺旋湾曲道の渦流強度が増強され、よって、熱交換器1の伝熱効果を向上させることができる。
As shown in FIGS. 13 and 14, the
According to such a configuration, in the
従って、第五実施例によれば、第一スポイラーユニット4と第二スポイラーユニット5が凹槽形式で、螺旋導引槽22の封鎖側224と開放側223に設置されるように構成した場合でも、前記第三実施例と同様の効果を得ることができる。
Therefore, according to the fifth embodiment, even when the
本発明は、以上述べた実施例及び変形例のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。 The present invention is not limited to the embodiments and modifications described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
1…熱交換器、
2…本体、
21…中心、
22…螺旋導引槽、
221…第一通口、
222…第二通口、
223…開放側、
224…封鎖側<
225…第一通道、
226…壁面、
227…外側、
228…内側、
3…第一蓋体、
31…軸管、
4…第一スポイラーユニット、
5…第二スポイラーユニット、
61…螺旋導引槽、
611、612…開放側、
7…第二蓋体、
8…第三スポイラーユニット。
1 ... heat exchanger,
2 ... the body,
21 ... Center,
22 ... spiral guide tank,
221 ... First entrance,
222 ... Second exit,
223 ... Open side,
224 ... Blockade side <
225 ... The first road,
226 ... the wall,
227 ... outside,
228 ... Inside,
3 ... first lid,
31 ... shaft tube,
4 ... 1st spoiler unit,
5 ... Second spoiler unit,
61 ... Spiral guide tank,
611, 612 ... open side,
7 ... second lid,
8 ... Third spoiler unit.
Claims (22)
前記螺旋導引槽の径方向に巡る半径は、前記本体の中心から、外側へと徐々に増加したことを特徴とする熱交換器構造。 A main body having a center of the main body, a spiral guide tank extending from the center toward the outside of the center in a radial direction, and a first inlet and a second inlet communicating with the spiral guide tank, respectively. A heat exchanger structure configured and comprising:
The heat exchanger structure according to claim 1, wherein a radius of the spiral guide tank in the radial direction gradually increases from the center of the main body to the outside.
前記第一通道は、前記螺旋導引槽と前記第二通口との間に設置し、さらに前記第二通口に連通していることを特徴とする請求項2に記載の熱交換器構造。 The spiral guide tank includes a first passage,
3. The heat exchanger structure according to claim 2, wherein the first passage is installed between the spiral guide tank and the second passage and further communicates with the second passage. .
前記第一蓋体は、軸管を備え、前記軸館は前記第一通口に連通していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の熱交換器構造。 The heat exchanger structure further includes at least one first lid that covers the main body relative to the main body,
3. The heat exchanger structure according to claim 1, wherein the first lid includes a shaft tube, and the shaft building communicates with the first passage.
前記螺旋導引槽は、前記本体の両側において、それぞれ開放側を形成し、前記第一蓋体及び前記第二蓋体により、対応する前記開放側を封鎖したことを特徴とする請求項1に記載の熱交換器構造。 The heat exchanger structure includes a first lid and a second lid, and covers the opposite sides of the main body,
The spiral guide tank has open sides on both sides of the main body, and the corresponding open side is sealed off by the first lid and the second lid. The described heat exchanger structure.
前記螺旋導引槽の径方向に巡る半径は、前記本体の中心から、外側へと徐々に増加したことを特徴とする熱交換器構造。 A center of the main body, a spiral guide tank extending in a radial direction from the center toward the outside of the center, at least one first spoiler unit installed on a wall surface of the spiral guide tank, and the spiral A heat exchanger structure comprising a main body having a first port and a second port each leading to a draw tank,
The heat exchanger structure according to claim 1, wherein a radius of the spiral guide tank in the radial direction gradually increases from the center of the main body to the outside.
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