JP2013175526A - 冷却器及び冷却装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷却装置では、冷却水の流通経路に熱交換ユニット20が配設される。熱交換ユニット20は、板状のプレート部21と、プレート部21の板面に立設される複数のフィン22を有し、プレート部21の板面が冷却水の流通経路に沿うとともにフィン22同士の隙間に冷却水が流れるように冷却装置に配設される。複数のフィン22のそれぞれは、菱形柱状であり、その長い対角線が冷却水の流通経路に沿うように、プレート部21に格子状に配設される。
【選択図】図2
Description
冷却水の流通経路に配設されて該冷却水と熱交換する冷却器であって、
板面が前記冷却水の流通経路に沿って配設されるベース板と、
格子状に並ぶように前記ベース板の板面にそれぞれ立設され、前記冷却水の流通経路内に配設される複数のフィンと、
を備え、
前記複数のフィンのそれぞれは、菱形柱状であり、該菱形柱状における菱形の長い対角線が前記冷却水の流通経路方向に沿って配設される、
ことを特徴とする。
図1は、本発明の実施の形態1に係る冷却装置10の構成の概要を示す図である。本発明の実施の形態1に係る冷却装置10は、例えばCPUやLSI、インバータなどの電子機器やパワー半導体などの冷却対象を冷却するために用いられる。冷却装置10は、図1に示すように、冷却水の流入口11と、流出口12と、ケース13と、熱交換ユニット(冷却器)20とを備える。また、この冷却装置10は、例えば電動式モータによって駆動されるポンプなどの図示しない冷却水圧送機構を備える。以下、図中太線矢印は、冷却水の流れを示している。なお、冷却装置10では、冷却水圧送機構によって冷却水を循環させてもよい。この場合、循環する流通経路内に、リザーバやフィルタを備えてもよい。また、冷却水としては、例えば水やLLC、アルコールなど適宜選択して用いることができる。
1.0≦a≦7.0 ・・・(2)
0.6≦t≦2.0 ・・・(3)
図9は、実施の形態2の冷却装置110の構成の概要を示す図である。実施の形態2の冷却装置120では、実施の形態1の熱交換ユニット20に代えて積層体30が備えられている。積層体30は、複数のプレート(熱交換プレート)31が積層されて構成されており、ケース13の開口から入れられて蓋14で覆われることにより、冷却水の流通経路に配設される。以下、実施の形態1と共通する構成については説明を省略する。
図14は、実施の形態3の積層体30Aの平面図であり、図15および図16は、図14中のCCおよびDD矢視断面図である。実施の形態3では、実施の形態2と同様に、複数の鋸刃状のスリット32が形成されたプレート31が積層されて積層体30が構成されているが、積層されるプレート31に、冷却水の流通経路方向に長いプレート31Aと短いプレート31Bとが含まれる。図14〜図16に示すように、スリット32の位置をずらして積層体30を構成すると、冷却水と積層体30の接触する面積を大きくすることができるとともに、冷却水を積層方向へ移動させて、冷却装置の熱交換効率の向上を図ることができる。ここで、スリット32同士のずらす量を大きくすることによって、こうした効果を得やすくなるものの、スリット32同士の連通するスペースが小さくなると、図15中、破線矢印に示すように、積層体30内に異物が侵入した場合に、異物が積層体30から排出できなくなってしまうおそれがある。例えば、冷却水の流通経路方向にずらした量(図16中、符号j1)よりも、その直交する方向にずらした量(図15中、符号i)が小さい場合には、隙間j1から入った異物が大きいと、隙間iを通ることができない(積層方向に異物が移動できない)。これに対して、この実施の形態3では、図15に示すように、プレート31に、冷却水の流通経路方向にスリット32が長いプレート31Aと短い31Bとを用いて、交互に積層させることにより、流出口12付近に異物を排出できるスペースを確保することができ(図16中、隙間j2>j1)、異物が詰まるのを抑制することができる。
図17は、実施の形態4の積層体30Bの平面図であり、図18は、実施の形態4のプレート31Cの平面図である。実施の形態4の積層体30Bは、図示するように、1種類の複数のプレート31Cを1枚置きに180°回転させて積層することにより構成されている。この実施の形態のプレート31Cは、冷却水の流入口11、流出口12付近の所定領域(図16中、斜線部)において、スリット32が平行に形成されている。このようにスリット32が平行に形成されることによって、プレート31Cを180°回転させても、スリット32同士の位置をずらさずに連通させることができる。また、平行に形成されたスリット32の流入側と流出側の一方は、端部が切り欠き32aとなっている。これにより、流入口11、流出口12への冷却水の流通を阻害しないようにすることができるとともに、プレート31C間での冷却水の移動を促進させて熱伝達効率を高くすることができる。また、切り欠き32aとスリット32とを隔てるプレート部分を適当な位置とすることによって、実施の形態3の積層体30Aと同様に、異物が排出されるスペースを確保して異物が詰まるのを抑制することができる。
11 流入口
12 流出口
13 ケース
14 蓋
20 熱交換ユニット
21 プレート部
22 フィン
30、30A、30B 積層体
31、31A、31B、31C プレート
32 スリット
Claims (9)
- 冷却水の流通経路に配設されて該冷却水と熱交換する冷却器であって、
板面が前記冷却水の流通経路に沿って配設されるベース板と、
格子状に並ぶように前記ベース板の板面にそれぞれ立設され、前記冷却水の流通経路内に配設される複数のフィンと、
を備え、
前記複数のフィンのそれぞれは、菱形柱状であり、該菱形柱状における菱形の長い対角線が前記冷却水の流通経路方向に沿って配設される、
ことを特徴とする冷却器。 - 前記複数のフィンは、前記菱形柱状における菱形の長い対角線の長さa(mm)、該菱形の短い対角線の長さb(mm)が、0.270≦b/a≦0.325を満たすように構成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の冷却器。 - 前記複数のフィンは、前記菱形柱状における菱形の長い対角線の長さa(mm)、該複数のフィンの互いの隙間距離t(mm)が、1.0≦a≦7.0,0.6≦t≦2.0
を満たすように構成されている、
ことを特徴とする請求項2に記載の冷却器。 - 冷却水の流通経路に配設されて該冷却水と熱交換する冷却器であって、
厚さ方向に貫通する複数のスリットが前記冷却水の流通経路方向に対して垂直な方向に並んで形成されている熱交換プレートが複数積層されて構成され、前記熱交換プレートの板面が前記冷却水の流通経路に沿うように配設されて前記スリットを前記冷却水が流通する積層体を備え、
前記複数のスリットのそれぞれは、前記熱交換プレートの板面に垂直な方向から見て、隣り合うスリット同士で位相が反対となるように、屈折したパターンを連続して有する鋸刃状に形成されている、
ことを特徴とする冷却器。 - 前記屈折したパターンは、前記熱交換プレートの板面に垂直な方向から見て、底辺a(mm)、高さb’(mm)が0.270≦a/(2・b’)≦0.325を満たす二等辺三角形状である、
ことを特徴とする請求項4に記載の冷却器。 - 前記積層体は、前記複数の熱交換プレートごとに前記複数のスリットの位置を板面に沿ってずらして構成される、
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の冷却器。 - 前記複数の熱交換プレートには、第1の熱交換プレートと、該第1の熱交換プレートよりも前記複数のスリットが短く形成されている第2の熱交換プレートとが含まれ、
前記積層体は、前記第1の熱交換プレートと前記第2の熱交換プレートとが交互に積層されて構成されている、
ことを特徴とする請求項4乃至6の何れか1項に記載の冷却器。 - 前記積層体は、同一の構成の熱交換プレートが複数積層されて構成され、
前記複数のスリットは、前記冷却水の流入出側の端部の所定領域において、該冷却水の流通経路方向に沿って平行に形成されている、
ことを特徴とする請求項4乃至6の何れか1項に記載の冷却器。 - 請求項4乃至8の何れか1項に記載の冷却器が冷却水の流通経路に配設され、
前記流通経路における前記冷却器への冷却水の流入出口には、前記積層体の積層方向に拡口された拡口部が形成されており、該拡口部を通じて前記熱交換プレートの板面に対して冷却水が垂直に流入出する、
ことを特徴とする冷却装置。
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