JP2535906Y2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、たとえば電子機器、装
置等における筐体内温度を冷却するために用いて好適な
熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】多数の電子部品等を実装したプリント基
板群や電源等を内蔵してなる各種の電子機器、装置にあ
っては、通電による内部発熱量が大きく、筐体内温度の
上昇による電子部品等に対する熱影響を防止すべく、何
らかの冷却手段を付設することが必要とされる。このよ
うな冷却手段としては、ファン等により筐体内に外気を
強制的に供給し、さらに内部を循環させて排出する強制
空冷式のものが最も一般的であるが、内部部品に影響を
与えるために筐体内への塵埃等の侵入をフィルタ等で防
止することが必要で、しかもこのフィルタの目詰りによ
る保守、点検作業も頻繁となり、さらにこのようなフィ
ルタでは濾過性能の面で確実性に欠け、また塵挨と共に
問題となる湿気に対しては全く無防備であった。

【０００３】このため、この種の電子機器、装置におい
て、筐体内空気と外気とを流通させる通路溝を交互に形
成し、これら通路溝間で熱交換を行なうことにより筐体
内を冷却する放熱用の熱交換器を、筐体の一部に付設
し、かつ各通路溝間を仕切ることで筐体内への塵埃、湿
気等の侵入を防止するようにしたものが、従来から提案
されている。このような従来の熱交換器として最も一般
には、断面略コ字状を呈するように板材を順次折曲げ形
成することで、内、外通路溝を交互に形成してなる構造
によるものが知られているが、加工が面倒かつ煩雑で、
しかも各通路溝の溝幅を保つためのスペーサ等の構成部
品やその組込み作業等が必要となるものであった。さら
に、各通路溝の入口および出口部分で乱気流が生じ易
く、空気流の流入、流出が妨げられて流通量が小さくな
り、熱交換効率が低下するといった問題も避けられない
ものであった。これは、各通路溝の入口、出口におい
て、その隣接する部分に他方の溝を形成する壁部が、空
気流を遮る状態で存在し、これに空気流が衝突して乱流
となるためであった。さらに、上述した従来構造では、
各通路溝の入口、出口の位置関係から各溝内での空気流
の流れも屈曲部を有していることから円滑に行なえず、
各溝内でも空気溜りや乱流を生じ易く、熱交換効率が低
下してしまう等の問題もあった。

【０００４】このため、本出願人は、実開昭60-71875号
公報等により、両端部側縁部分を互いに相反する方向に
折曲げ形成するとともに、これら両端部側縁部分に近接
する側部側縁部分の一部をそれぞれ近接する端部側縁部
分の折曲げ方向と反対側に折曲げ形成してなる長方形状
を呈する複数枚の平板状プレート片を、交互に逆向きに
組合わせその組合わせ方向に折曲げられた側縁部分の先
端部同士が互いに接合されるようにして所定間隔をおい
て積層することで、異なる流体が流れる通路溝を交互に
形成するようにしてなるエレメントを有する熱交換器を
先に提案している。このような構造によれば、各部の加
工、組立てが比較的簡単に行なえるとともに、各通路溝
の入口、出口における開口面積を、他方の通路溝を形成
するプレート片の側縁部分同士を接合して閉塞すること
で、溝幅よりも拡がるように形成することが可能で、各
通路溝内への空気の流入、出を円滑とし、熱交換効率を
向上させ得るものであった。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに改良された熱交換器にあっても、伝熱プレート体を
構成する各プレート片を、その側縁部分を折曲げた状態
で形成する等といった加工性の面での問題や、これら折
曲げられた側縁部の先端接触部でのシール構造、各通路
溝の溝幅を確保するためのスペーサの必要性、さらにそ
の組付け性の面での問題などを生じるものであった。特
に、上述した従来構造では、熱交換器用エレメントとな
る伝熱プレート体を構成する部品点数が多く、その組立
作業等がきわめて煩雑であった。

【０００６】また、上述した従来構造では、二種類の通
路溝を、これらの通路溝間での流体の漏れ等がない状態
で確実にシールして画成することが難しく、さらに熱交
換器用エレメントやその端部に組み付けられて空気の導
入、出口や空気の吸込用ファン等を有するエンド部分を
含めた筐体全体の構造が比較的複雑で、組立性の面でも
問題をもつもので、またエレメント全体での熱交換効率
の面からも問題を生じている。すなわち、この種の熱交
換器においてエレメントによる熱交換効率は伝熱面積と
風速との積に比例するが、従来構造において全体の小型
かつコンパクト化を図るとともに、伝熱面積を大きくす
るためには、内、外通路溝の溝幅を狭くして全体の溝数
を多くすると同時に通路長さも大きく採る必要があり、
その結果エレメントの厚みや長さを大きくし、構造が複
雑化するものであった。

【０００７】特に、この種の熱交換器は、通常、機器筐
体内の側壁部や天井部等に付設されることが多いため、
内部スペースを確保したり、筐体全体の大型化を防ぐう
えで全体の小型かつコンパクト化が求められており、前
述したエレメントを含めた熱交換器の全体構造の簡素化
と組立性の向上、さらには性能向上などを始めとする全
ての要請を満足し得ることが望まれており、これを満足
し得る何らかの対策を講じることが必要とされている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本考案に係る熱交換器は、異なる流体を流通させ
る第１、第２の通路溝を交互に形成する熱交換器用エレ
メントを、長尺中空状の通路構成要素を所定間隔をおい
て並設し要素内部と各要素間とに各通路溝を形成するこ
とによって構成するとともに、このエレメントの両端側
で通路溝群の一方に流体を導入する流入口および通路溝
群の他方から流体を導出させる流出口を有する一対のエ
ンド部材を、エレメントの各端部が差し込まれる差込み
空間を有するように構成したものである。

【０００９】また、この差込み空間の奥側壁部に、通路
溝群の一方に連通する複数の開口溝を形成するととも
に、この差込み空間の側壁部に、通路溝群の他方に連通
する複数の開口溝を形成し、かつこれら差込み空間の両
側の側壁部および奥側の壁部に、各通路溝群間の仕切り
および通路構成要素の差込み用ガイドとなるリブ状ガイ
ドを突設するようにしたものである。

【００１０】

【作用】本考案によれば、一対のエンド部材間に、複数
の長尺中空状の通路構成要素を所定間隔をおいて並設し
て設け、この要素内部と要素間とに異なる流体を流通さ
せる第１および第２の通路溝を形成することにより、異
なる流体間での熱交換を行なえる熱交換器を得ることが
可能となる。

【００１１】また、本考案によれば、エンド部材の通路
構成要素を差し込む差込み空間内に、各通路溝群間の仕
切りおよび差込み用ガイドとなるリブ状ガイドを突設し
ているため、通路構成要素の組付け性を向上させるとと
もに、各通路溝群間でのシール性を確保し得るものであ
る。

【００１２】

【実施例】図１ないし図１１は本考案に係る熱交換器の
一実施例を示すものであり、本実施例では、各種電子機
器、装置の筐体側壁部等に付設されて筐体内空気を外気
にて冷却する放熱用の熱交換器に用いた場合を説明す
る。

【００１３】まず、図１１において全体を符号１で示す
熱交換器の概略構成を簡単に説明すると、この熱交換器
１は全体が略直方体状を呈するように形成され、機器筐
体２内でその側壁部の一部に縦型に配設されている。ま
た、この熱交換器１においてその長手方向（図中上下方
向）の中央には、図１ないし図４、さらに図７ないし図
９から明らかなように、異なる流体を交互に流通させる
第１および第２の通路溝群を形成する熱交換器用エレメ
ント３が配設されている。

【００１４】ここで、本考案によれば、熱交換器用エレ
メント３として、たとえば伝熱特性に優れた金属材料等
により押し出し成形あるいは合成樹脂材による一体成形
等によって所定長さをもって形成され内部に細溝を形成
する偏平な筒体形状を呈する複数の長尺中空状の通路構
成要素４を、図９から明らかなように、所定間隔をおい
て並設することにより、この要素４内部と隣接する要素
４間の隙間に、異なる流体を流通させる第１および第２
の通路溝群となる外、内通路溝５，６を形成するように
構成したものを用いている。なお、具体的な図示は省略
したが、図９に示すように並設されている複数の要素４
間に形成される隙間を、外部からシールするシール材
が、少なくとも上下両側に付設されることで、一方の通
路溝群（この実施例では内通路溝６）を形成すること
は、言うまでもない。このようなシール材は、エレメン
ト３を覆うように付設される筒状カバー７内部に一体ま
たは別体で付設するとよい。

【００１５】さらに、上述したエレメント３を構成する
要素４は、両端が開口して形成されるとともに、後述す
る空気導出口に対応する側縁部分に切欠き４ａを形成し
てなる構成とされている。なお、上述したようにして熱
交換器用エレメント３に、一つおきに区分けされて形成
されている外、内通路溝５，６において、外通路溝５に
は、冷却用としての外気が流れ、内通路溝６にはこの外
気によって冷却される筐体内空気が流れ、これら両流体
間での熱交換を行うようになっている。

【００１６】また、熱交換器１内でエレメント３の上、
下両端部には、合成樹脂材等によって形成されるエンド
部材１０，１１が、前記筒状カバー７の両端に内方端が
嵌め込まれた状態で組付けられるようになっている。そ
して、これらエンド部材１０，１１の一側面には、前記
エレメント３の一方の通路溝５または６に流体を導入す
るための流入口１２，１３が形成されるとともに、他側
面にはエレメント３の他方の通路溝６または５からの流
体を外部に導出させるための流出口１４，１５がスリッ
ト溝形状をもって形成されている。なお、図中１６は前
記流入口１１，１２の内側部分に配置された流体吸込み
用ファン、１７はこれらのファン１６の内側でエンド部
材１０，１１内に形成された吸込室である。

【００１７】さらに、上述したエンド部材１０，１１に
おいてこの吸込室１７，１７と前記エレメント３の差込
み空間２０，２１との間の隔壁１８，１９には、図５な
いし図８から明らかなように、それぞれ相反する通路溝
群５または６に連通するスリット状の開口溝２２，２３
が形成されている。

【００１８】そして、このように流体の導入口１２，１
３と導出口１４，１５をエレメント３端部側に形成する
ことが必要とされるスペースを構成するエンド部材１
０，１１に設け、かつこれらのエンド部材１０，１１の
内方端側にエレメント３が差し込まれる差込み空間２
０，２１を設け、その隔壁１８，１９に通路溝５または
６と選択的に接続されるスリット状開口部２２，２３を
形成しているので、エレメント３での熱交換面積を、エ
ンド部材１０，１１内をも利用して確保し、熱交換効率
を向上させ得るとともに、全体の小型かつコンパクト化
が可能である。

【００１９】また、本実施例では、エレメント３の上方
に配置されるエンド部材１０では流入口１２が筐体２内
に臨み筐体内空気を吸込室１７内に導入させるような構
成となっており、また他側面の流出口１４が筐体２の外
部に臨んで設けられている。さらに、エレメント３下方
のエンド部材１１では、流入口１３が筐体２外部に露呈
して外気を導入可能に配置され、かつ流出口１５は筐体
内空気を筐体２内に導出させ得るように筐体２内に臨ん
でいる。なお、この下方のエンド部材１１において導入
口１３部分には外気中に含まれる塵挨等を除去するフィ
ルタを設けることが望ましい。

【００２０】また、本考案によれば、上述したように異
なる流体（筐体内空気、外気）を流通させる第１および
第２の通路溝５，６を交互に形成するように平行して形
成された複数の通路溝を有する長尺中空状の通路構成要
素４による熱交換器用エレメント３の両端側にそれぞれ
配設され前記一方の通路溝５または６に流体を導入する
ための流入口１２，１３および他方の通路溝６または５
から流体を導出させるための流出口１４，１５を有する
エンド部材１０，１１において、エレメント３を構成す
る通路構成要素４の端部が差し込まれる差込み空間２
０，２１の奥側の壁部、つまり前記ファン１６側の吸込
室１７との隔壁１８，１９に、一方の通路群５または６
に連通する複数のスリット状開口溝２２，２３を穿設す
るとともに、これら差込み空間２０，２１の奥側の隔壁
１８，１９と両側の側壁部とに、各通路溝群５または６
間の仕切りおよび通路構成要素４の差込み用ガイドとな
るリブ状ガイド５０；５１，５１を設けている。

【００２１】ここで、これらのリブ状ガイド５０；５
１，５１は、図５の(a),(b) 、図６の(a),(b) から明ら
かなように、差込み空間２０，２１において奥側に行く
にしたがって、張り出し量が大きくなるように構成さ
れ、これにより各通路溝群５，６間の仕切りとガイドと
しての機能を発揮し得るようになっている。

【００２２】そして、このような構成によれば、一対の
エンド部材１０，１１間に、複数の長尺中空状の通路構
成要素４を所定間隔をおいて並設して設け、この要素４
内部と要素４間とに異なる流体（外気、筐体内空気）を
流通させる第１および第２の通路溝５，６を形成するこ
とで、これらの流体間での熱交換を行なえる熱交換器を
得ることが可能となるばかりでなく、エンド部材１０，
１１の通路構成要素４を差し込む差込み空間２０，２１
内に形成した各通路溝群５，６間の仕切りおよび差込み
用ガイドとなるリブ状ガイド５０；５１，５１によっ
て、長尺な通路構成要素４の組付け性を向上させるとと
もに、各通路溝群間でのシール性を確保し得るものであ
る。

【００２３】また、本実施例によれば、上述した構成に
よる熱交換器１において、各エンド部材１０，１１に形
成したエレメント３における通路構成要素４の各端部が
差し込まれる差込み空間２０，２１のうち、通路構成要
素４の端部が閉塞される側のエンド部材１０での差込み
空間２０における奥側壁部（隔壁１８）に、図１０から
も明らかなように、通路構成要素４の断面形状に合わせ
た形状をもちかつ断面が円弧状を呈する盛り上がり部４
０とその両側で各通路溝５，６間を仕切るリブ状ガイド
５０とを突設し、これら盛り上がり部４０とリブ状ガイ
ド５０とからなる部分に接着剤４１を充填させた状態で
通路構成要素４を差込み、その端部を接着固定するよう
に構成している。

【００２４】そして、このような構成によれば、通路構
成要素４の端部を閉塞する側のエンド部材１０における
差込み空間２０において、奥側の壁部（隔壁１８）に突
設された通路構成要素の断面形状に応じた盛り上がり部
４０とその両側で各通路溝間を仕切るリブ状ガイド５
０，５０とからなる部分とこれに充填した接着剤４１と
によって、この部分に差し込んで臨ませられる通路構成
要素４を、確実に接着固定するとともにその端部を閉塞
し得るものである。

【００２５】以上のような構成によれば、熱交換器１
を、複数の偏平な筒状を呈する通路構成要素４からなる
エレメント３とその両端側に組付けられる一対のエンド
部材１０，１１の三体で構成でき、その組み立て状態を
所要の状態で行うとともに、ファン１６などを適宜付設
することで熱交換器１が構成されることになり、従来の
ような多層プレート片を適宜の結合部品で結合してなる
伝熱プレート体を用いる場合に比べて、全体の構成部品
点数を大幅に削減でき、構成の簡素化や組み立て性の向
上、さらにコスト低減化などを達成するうえで効果を発
揮し得る。

【００２６】さらに、上述したような構成構造では、通
路溝等を効率よく配置させて所要の熱交換効率を得るこ
とが可能で、全体の小型かつコンパクト化を図れるなど
の利点もある。

【００２７】なお、本考案は上述した実施例構造に限定
されず、各部の形状、構造等を、適宜変形、変更し得る
ものであり、またその適用機器、装置としても種々の分
野のものが考えられる。

【００２８】

【考案の効果】以上説明したように本考案に係る熱交換
器によれば、異なる流体を流通させる第１、第２の通路
溝を交互に形成する熱交換器用エレメントを、長尺中空
状の通路構成要素を所定間隔をおいて並設し要素内部と
各要素間とに各通路溝を形成することによって構成する
とともに、このエレメントの両端側で通路溝群の一方に
流体を導入する流入口および通路溝群の他方から流体を
導出させる流出口を有する一対のエンド部材を、エレメ
ントの各端部が差し込まれる差込み空間を有するように
構成したので、簡単な構成にもかかわらず、一対のエン
ド部材間に、複数の長尺中空状の通路構成要素を所定間
隔をおいて並設して設け、かつ適宜のシール部材を付設
するだけで、この要素内部と要素間とに異なる流体を流
通させる第１および第２の通路溝を形成でき、異なる流
体間での熱交換を所要の状態で行なえる熱交換器を得る
ことが可能となるという実用上種々優れた効果がある。

【００２９】また、本考案によれば、エンド部材におけ
る差込み空間の奥側壁部に、通路溝群の一方に連通する
複数の開口溝を形成するとともに、この差込み空間の側
壁部に、通路溝群の他方に連通する複数の開口溝を形成
し、かつこれら差込み空間の両側の側壁部および奥側の
壁部に、各通路溝群間の仕切りおよび通路構成要素の差
込み用ガイドとなるリブ状ガイドを突設しているので、
簡単な構造にもかかわらず、通路構成要素のエンド部材
への組付け性を向上させ、熱交換器としての組立性を向
上させ得るとともに、各通路溝群間でのシール性を確保
し得るという利点を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る熱交換器の一実施例を示す全体の
概略断面図である。

【図２】図１の概略側面図である。

【図３】図１とは異なる位置での概略断面図である。

【図４】図１、図３における図２と反対側の概略側面図
である。

【図５】右側エンド部材において異なる通路溝に対応す
る位置での断面を(a),(b) に示した要部拡大断面図であ
る。

【図６】左側エンド部材において異なる通路溝に対応す
る位置での断面を(a),(b) に示した要部拡大断面図であ
る。

【図７】右側エンド部材において、(a) はその一方の側
面図、(b) はその内方端側から見た端面図である。

【図８】左側エンド部材において、(a) はその一方の側
面図、(b) はその内方端側から見た端面図である。

【図９】熱交換器用エレメントを構成する長尺な通路構
成要素の並設状態を説明するための概略斜視図である。

【図１０】通路構成要素とその端部を閉塞するエンド部
材側の差込み空間奥側壁部との組付け固定状態を説明す
るための概略図である。

【図１１】本考案に係る熱交換器の使用状態を説明する
ための概略構成図である。

【符号の説明】

１ 熱交換器 ２ 筐体 ３ 熱交換器用エレメント ４ 長尺中空状の通路構成要素 ４ａ 切欠き ５ 第１の通路溝（外通路溝） ６ 第２の通路溝（内通路溝） ７ 筒状ケース １０ エンド部材 １１ エンド部材 １２ 導入口 １３ 導入口 １４ 導出口 １５ 導出口 １６ ファン １７ 吸込室 １８ 隔壁 １９ 隔壁 ２０ 差込み空間 ２１ 差込み空間 ２２ 開口溝 ２３ 開口溝 ４０ 盛り上がり部 ４１ 接着剤 ５０ リブ状ガイド ５１ リブ状ガイド

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる流体を流通させる第１および第２
   の通路溝を交互に形成するように構成されている熱交換
   器用エレメントと、このエレメントの両端側に配設され
   前記通路溝群の一方に流体を導入するための流入口およ
   び通路溝群の他方から流体を導出させるための流出口を
   有する一対のエンド部材を備えてなり、前記熱交換器用
   エレメントは、各エンド部材に設けられた差込み空間内
   に所定間隔をおいて並設して差し込まれる複数の長尺中
   空状の通路構成要素とこれら各通路構成要素間を外部か
   らシールするシール部材とによって構成され、前記各通
   路構成要素内部を一方の通路溝とし、通路構成要素間を
   他方の通路溝としていることを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の熱交換器において、長尺
   中空状の通路構成要素を所定間隔をおいて並設して第１
   および第２の通路溝を交互に形成している熱交換器用エ
   レメントの両端側に配設される各エンド部材は、エレメ
   ントの各端部が差し込まれる差込み空間を有し、この差
   込み空間の奥側の壁部に、一方の通路溝群に連通する複
   数の開口溝が形成されるとともに、この差込み空間の側
   壁部に、他方の通路溝群に連通する複数の開口溝が形成
   され、かつこれら差込み空間の両側の側壁部および奥側
   の壁部に、各通路溝群間の仕切りおよび通路構成要素の
   差込み用ガイドとなるリブ状ガイドが突設されているこ
   とを特徴とする熱交換器。