JP2022189543A - Pin fin for heat exchanger and heat exchanger - Google Patents
Pin fin for heat exchanger and heat exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022189543A JP2022189543A JP2021098178A JP2021098178A JP2022189543A JP 2022189543 A JP2022189543 A JP 2022189543A JP 2021098178 A JP2021098178 A JP 2021098178A JP 2021098178 A JP2021098178 A JP 2021098178A JP 2022189543 A JP2022189543 A JP 2022189543A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- pin
- pin fin
- fluid
- pin fins
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 24
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Description
本発明は、熱交換器コアに多数のピンフィンが用いられたヒートシンクであって、電気自動車やハイブリット車に搭載されるインバータ等の各種電子部品を冷却するヒートシンクとして有用な熱交換器に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heat sink using a large number of pin fins in a heat exchanger core, and relates to a heat exchanger useful as a heat sink for cooling various electronic components such as inverters mounted on electric vehicles and hybrid vehicles.
下記特許文献1に記載のヒートシンクは、熱交換器コアとして金属板のベース部の表面に多数のピンフィンを立設したものであって、各ピンフィンはその根元に周方向へ膨出した膨出部を介して金属板のベース部の表面に取付けられていた。
The heat sink described in
従来型のピンフィンの表面に形成されている凹凸は、単なる伝熱面積増加手段であり、また、ベース部の近傍のピンフィンの表面には、凹凸等は形成されていない。
このようなピンフィンによる伝熱促進効果は十分ではなく、さらに効果の高いピンフィンおよびそれを用いた熱交換器が求められていた。
本発明は、上記従来型のピンフィンの問題点を解決すことを課題とする。
The unevenness formed on the surface of the conventional pin fins is merely means for increasing the heat transfer area, and the surface of the pin fins in the vicinity of the base portion is not formed with unevenness.
The effect of promoting heat transfer by such pin fins is not sufficient, and pin fins with even higher effects and heat exchangers using such pin fins have been desired.
An object of the present invention is to solve the problems of the conventional pin fins.
請求項1に記載の本発明は、熱交換器用のピンフィンであって、
ピンフィン5の軸の側面の少なくとも一部に、ピンフィン5の軸方向に斜めに延びる突条または案内溝6が形成されていることを特徴とする熱交換器用ピンフィンである。
The present invention according to
The heat exchanger pin fin is characterized in that a ridge or
請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載のピンフィンを具備する熱交換器であって、
板状部7bを有し、
その板状部7bの一方の面に熱交換対象物1が熱的に接触する伝熱面を有し、流体2が流通する他方の面には複数の前記ピンフィン5が立設されており、
前記突条または案内溝6は、少なくとも、板状部7b近傍の側面に形成されていることを特徴とする熱交換器である。
The present invention according to
having a plate-
One surface of the plate-
The heat exchanger is characterized in that the ridges or
請求項3に記載の本発明は、請求項1に記載の熱交換器用ピンフィンにおいて、
前記突条または案内溝6が、ピン軸の周りに上下方向へ波形に曲折する環状に形成される熱交換器用ピンフィンである。
The present invention according to
The ridges or
請求項1に記載の発明においては、ピンフィン5の少なくとも一部に、ピン軸方向に斜めに伸びる突条または案内溝6が形成されているので、ピンフィン5の側面を通過する流体2にピン軸方向の速度成分が生起され、流体2のピン軸方向の温度分布が平均化されることにより、ピンフィン5による伝熱促進効果が向上する。
In the first aspect of the invention, the
請求項2に記載の発明においては、突条または案内溝6が、少なくとも、板状部7b近傍の側面に形成されているので、伝熱の影響の大きな板状部7b近傍の流体が、効果的に入れ替わり、それが繰り返されることにより、ピンフィン5による伝熱促進効果がより一層向上する。
In the second aspect of the invention, since the ridges or
請求項3に記載の発明においては、突条または案内溝6が、ピン軸の周りに上下方向に波形に曲折する環状に形成されているので、流体2に上方向および下方向の速度成分が適度に生起され、ピンフィン5による伝熱促進効果が向上する。
そして、この効果の向上は、ピンフィン5に流入する流体2の主流の方向に依らない。
In the third aspect of the invention, the ridges or
The improvement of this effect does not depend on the main direction of the
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
図1~図4は本発明の第1実施例を示し、図1(A)は第1実施例におけるピンフィン5の正面図であり、同図(B)は(A)のB-B矢視断面図であり、同図(C)は同実施例のピンフィン5の集合体4の要部斜視図であり、同図(D)はピンフィン5の軸線周りの展開図である。図2は同ピンフィン5を有する熱交換器の分解斜視図であり、図3(A)はその組立て状態を示す斜視図であり、図3(B)は同図(A)のB-B矢視断面図である。図4はその作用を示す説明図である。
1 to 4 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1A is a front view of a
この実施例の熱交換器用のピンフィン5は、図1に示す如く、ピンフィン5の軸の側面の少なくとも一部に、ピンフィン5の軸方向に斜めに延びる突条または案内溝6が形成されている。
この例では、ピンフィン5は四角柱状に形成され、その軸の一対の対向する側面(図1(D))に示す如く、第2側面5bおよび第4側面5dに複数の案内溝6が形成されている。各案内溝6は、図4に示す如く、流体2の主流方向に対し斜め下方に向かって形成されている(紙面において案内溝6は、右下がり傾斜している。)。一対の対向する側面に形成される案内溝6の傾斜方向は、同一方向に傾斜されていることが好適である。案内溝6は、図1(A)に示す如く、案内溝6が形成される側面に、ピン軸線方向に間隔をあけて複数形成されていることが好適である。
As shown in FIG. 1, the
In this example, the
板状部7bには、図2,図3(A)(B)に示す如く、その一方の面に熱交換対象物1が熱的に接触する伝熱面を有し、流体2が流通する他方の面には複数のピンフィン5が立設されている。熱交換対象物1は、一例として、半導体等の発熱体が取り付けられる。
各ピンフィン5の案内溝6は、図3(B)、図1(C)等に示す如く、流体2の主流方向に対し、案内溝6が形成された側面が平行に配置されるように取付けられる。
この例では、図2に示す如く、熱交換器のケーシング7に流体2の流路3となる凹部7aが形成されており、その凹部7a内に複数のピンフィン5の集合体4が収納されるように、板状部7bが凹部7aに被嵌される。
前記流路3は、入口側ヘッダ3aと、出口側ヘッダ3bと、その中間部にピンフィン5の集合体4が配置される部分とで形成されている。
図2、図3(A)に示す如く、ケーシング7の外周に一対のパイプが設けられている。流体2は、一方のパイプから入口側ヘッダ3aに流入し、ピンフィン5の集合体4が形成されている部分を流通し、出口側ヘッダ3bへ到達し、他方のパイプから流出する。流体2の主流方向は、流体2が入口側ヘッダ3aから出口側ヘッダ3bへ向かう方向である。
As shown in FIGS. 2, 3A, and 3B, the plate-
The
In this example, as shown in FIG. 2, the
The
As shown in FIGS. 2 and 3A, a pair of pipes are provided on the outer circumference of the
この例では、流体2は流路3内を流通するとき、図4に示す如く、各ピンフィン5の案内溝6によって、紙面において右斜め下に導かれる。
このように流体2が流通すると、ピンフィン5の側面を通過する流体2にピン軸方向の速度成分が生起され、流体2のピン軸方向の温度分布が平均化されることにより、ピンフィン5による伝熱促進効果が向上する。
また、図4に示す如く、各ピンフィン5の案内溝6は板状部7bの近傍にも形成されているため、伝熱の影響の大きな板状部7b近傍の流体が、効果的に入れ替わり、それが繰り返されることにより、ピンフィン5による伝熱促進効果がより一層向上する。
ピンフィン5の伝熱促進効果について、好適な構造は、上述のように、案内溝6が流体2の主流方向に対し下がり傾斜している構造である。ただし、案内溝6は、流体2の主流方向に対し上がり傾斜している構造とすることもできる。
In this example, when the
When the
Further, as shown in FIG. 4, since the
Regarding the effect of promoting heat transfer by the
次に、図5は本発明の第2実施例を示す説明図である。
案内溝6は、各ピンフィン5と板状部7bとの付根部分にも存在することが望ましい。
この例では、該付根部分に達するように案内溝6を形成するとともに、補助案内溝6aを形成している。
Next, FIG. 5 is an explanatory diagram showing a second embodiment of the present invention.
It is desirable that the
In this example, a
次に、図6は本発明の第3実施例であり、同図(A)は要部斜視図、同図(B)はピンフィン5の軸線周りの展開図である。この実施例では、各ピンフィン5の外周に形成された案内溝6が環状に形成されている。この環状の案内溝6は、ピンフィン5の軸線周りの展開状態で、波形に形成されている。
流体2に上方向および下方向の速度成分が適度に生起され、ピンフィン5による伝熱促進効果が向上する。
そして、この効果の向上は、ピンフィン5に流入する流体2の主流の方向に依らない。
Next, FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention, in which FIG. 6A is a perspective view of essential parts and FIG. In this embodiment, a
Appropriate upward and downward velocity components are generated in the
The improvement of this effect does not depend on the main direction of the
次に、図7は本発明の第4実施例であり、この例では各ピンフィン5が円柱状に形成され、その外周に環状で且つ、展開状態が波形となる案内溝6が形成されている。
この例でも、流体2に上方向および下方向の速度成分が適度に生起され、ピンフィン5による伝熱促進効果が向上する。
Next, FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention. In this example, each
In this example as well, upward and downward velocity components are appropriately generated in the
〔変形例〕
本発明のピンフィン5の断面形状は、上記実施例に限定されず、各種多角形とすることができる。また、上記実施例では、ピンフィン5の外周に案内溝6を形成したが、それに代えて、突条をピンフィン5の外周に形成してもよい。
上記各実施例のピンフィン5を具備する熱交換器として、図1、図2に示した凹部7aを有するケーシング7に、蓋となる板状部7bを凹部7aに被嵌する構造について説明した。この熱交換器の構造を採用する場合は、凹部7aを取り囲む環状溝8に、シール10が収納される。この熱交換器の板状部7bは、ねじ等の固定用金具により着脱可能に固定される。
ただし、熱交換器のケーシング7の構造は、これに限られるものではない。
例えば、この板状部7bをケーシング7の本体にろう付固定し、板状部7bを着脱不可にした構造としてもよい。板状部7bを着脱不可とした場合には、シール10および、シール10用の環状溝8の形成は不要となる。この場合、ケーシング7の本体は板状部7bと同じ材質、同じ板厚とした浅い皿状のものとして形成することができる。
[Modification]
The cross-sectional shape of the
As the heat exchanger provided with the
However, the structure of the
For example, the plate-
本発明は、一例として電気自動車やハイブリッド自動車に搭載されるインバータ冷却器等の熱交換器として利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used, for example, as a heat exchanger such as an inverter cooler mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle.
1 熱交換対象物
2 流体
3 流路
4 集合体
5 ピンフィン
5a 第1側面
5b 第2側面
5c 第3側面
5d 第4側面
6 案内溝
6a 補助案内溝
7 ケーシング
7a 凹部
7b 板状部
7c 内面
8 環状溝
10 シール
REFERENCE SIGNS
Claims (3)
ピンフィン(5)の軸の側面の少なくとも一部に、ピンフィン(5)の軸方向に斜めに延びる突条または案内溝(6)が形成されていることを特徴とする熱交換器用ピンフィン。 A pin fin for a heat exchanger, comprising:
A pin fin for a heat exchanger, wherein a ridge or guide groove (6) extending obliquely in the axial direction of the pin fin (5) is formed on at least a part of the axial side surface of the pin fin (5).
板状部(7b)を有し、
その板状部(7b)の一方の面に熱交換対象物(1)が熱的に接触する伝熱面を有し、流体(2)が流通する他方の面には複数の前記ピンフィン(5)が立設されており、
前記突条または案内溝(6)は、少なくとも、板状部(7b)近傍の側面に形成されていることを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger comprising the pin fins according to claim 1,
having a plate-like portion (7b),
One surface of the plate-shaped portion (7b) has a heat transfer surface with which the heat exchange object (1) is in thermal contact, and the other surface through which the fluid (2) flows has a plurality of pin fins (5 ) is erected,
A heat exchanger, wherein the ridges or guide grooves (6) are formed at least on a side surface in the vicinity of a plate-like portion (7b).
前記突条または案内溝(6)が、ピン軸の周りに上下方向へ波形に曲折する環状に形成される熱交換器用ピンフィン。 In the heat exchanger pin fin according to claim 1,
A pin fin for a heat exchanger, wherein the ridges or guide grooves (6) are formed in an annular shape that bends vertically around the pin shaft in a wavy shape.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021098178A JP2022189543A (en) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | Pin fin for heat exchanger and heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021098178A JP2022189543A (en) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | Pin fin for heat exchanger and heat exchanger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022189543A true JP2022189543A (en) | 2022-12-22 |
Family
ID=84532708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021098178A Pending JP2022189543A (en) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | Pin fin for heat exchanger and heat exchanger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022189543A (en) |
-
2021
- 2021-06-11 JP JP2021098178A patent/JP2022189543A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5342392B2 (en) | Cooling system | |
JP4027353B2 (en) | Cooling structure | |
TW201921617A (en) | heat sink | |
KR102413374B1 (en) | Fin enhancement for low Reynolds number airflow | |
JP2017147291A (en) | Radiator and flow path unit | |
JP2010121925A (en) | Heat exchanger | |
JP6104107B2 (en) | Heat exchanger | |
JP5715352B2 (en) | heatsink | |
JP5589647B2 (en) | Cooling system | |
JP2022189543A (en) | Pin fin for heat exchanger and heat exchanger | |
JP7157591B2 (en) | heatsink | |
KR20090059434A (en) | Oil cooler | |
JP7113914B2 (en) | Heatsinks, heatsink assemblies, electronics, and methods of making heatsinks | |
JP6764765B2 (en) | Heat transfer member | |
JP4128935B2 (en) | Water-cooled heat sink | |
JP5569410B2 (en) | Heat exchanger tubes and heat exchangers | |
JP2017069522A (en) | Cold plate | |
JP6599023B2 (en) | Heat exchanger, heat exchanger manufacturing method and fin assembly | |
JP2020035830A (en) | Wave fin and heat exchanger | |
JP2006234267A (en) | Ebullient cooling device | |
JPWO2019176620A1 (en) | Cooler, power converter unit and cooling system | |
WO2022244628A1 (en) | Heatsink structure | |
JP2024034337A (en) | Heat dissipation member | |
JP2024034334A (en) | Heat dissipation member | |
JP2007248037A (en) | High-efficiency heat radiation device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20230531 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20240605 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240606 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20240605 |