JP3001386B2 - 熱交換装置 - Google Patents

熱交換装置

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JP3001386B2
JP3001386B2 JP6323285A JP32328594A JP3001386B2 JP 3001386 B2 JP3001386 B2 JP 3001386B2 JP 6323285 A JP6323285 A JP 6323285A JP 32328594 A JP32328594 A JP 32328594A JP 3001386 B2 JP3001386 B2 JP 3001386B2
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JP
Japan
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heat
temperature fluid
heat pipe
cut
heat exchange
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JP6323285A
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久明 山蔭
伸幸 山下
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0275Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はヒートパイプを利用し
密閉筐体の冷却等をおこなう熱交換装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】図7は例えば実開昭48−79442号
公報に示された従来の熱交換装置を示す正面断面図であ
り、図において、1はヒートパイプで、1aは蒸発部、
1bは放熱部である。2はヒートパイプ1が貫通し、ヒ
ートパイプ1の全長にわたってヒートパイプ1の軸方向
と直角方向に平行に積まれたフィンで、ヒートパイプ1
と共にフィンチューブユニットを構成する。3はヒート
パイプ1及びフィン2を収納するフレーム、4はフレー
ム3内のヒートパイプ1の設置空間を上部と下部に分け
る仕切板である。5は高温流体、6は外気である低温流
体である。
【0003】このような従来の熱交換装置においては、
各ヒートパイプは仕切板4を貫通しており、仕切板4の
下部と上部で空気の混合のない構造としている。この熱
交換装置の仕切板4より下部を制御盤等の筐体(図示せ
ず)の内部に取付け、筐体を密閉化した状態で内部に配
置される電気機器の運転をすると、その発熱により筐体
内空気温度が上昇する。この内部空気の高温流体5がフ
ァン等によりヒートパイプ1の一端である蒸発部1aに
導入されると、ヒートパイプ1内部の作動流体は加熱さ
れ、蒸発する。ヒートパイプ1の他端部である放熱部1
bにファン等により、外気の低温流体6が導入され冷却
されると、わずかな蒸気圧差によりヒートパイプ1の内
部作動流体の蒸気は、ヒートパイプ1の蒸発部1aから
放熱部1bに向かって流れ、外気温度が盤内空気より低
いため、放熱部1bで凝縮、液化して外気に凝縮熱を放
出する。液化した作動流体はヒートパイプ1の内部を放
熱部1bから蒸発部1aへと還流する。以上の動作が順
次繰り返されることにより、密閉筐体内の熱を外部に熱
輸送するため、筐体内空気は外気で冷却され、筐体内の
温度上昇を抑止することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の熱交換装置は以
上のように構成されているので、ヒートパイプ1とフィ
ン2とからなるフィンチューブユニットの製作時、フィ
ン積みの途中で仕切板4を複数のヒートパイプ1にはめ
込む必要が有り、高温流体5と低温流体6間のシール性
を確保するために、仕切板4のヒートパイプ貫通穴とヒ
ートパイプ外周部との隙間をなくすように、パイプの拡
管等を行って内外気のシール機能を持たせる必要がある
ため、隙間の調整管理に手間がかかり、フィンチューブ
ユニットの製作費が高くなるという問題があった。
【0005】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたもので、フィンチューブユニットの上下の
シールが安価にできる熱交換装置を得ることを目的とし
ている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる熱交換
装置は、フレーム内に導かれる高温流体及び低温流体
が、ヒートパイプによって互いに熱交換される熱交換装
置において、上記フレームに収容され、一端が高温流体
側に、他端が低温流体側に配置されたヒートパイプ、
のヒートパイプに貫挿され、ヒートパイプの外周を取り
囲んでヒートパイプの軸方向と交叉する方向に延在する
と共に、所定間隔でほぼ平行に配置された複数枚のプレ
ートフィン、及び上記フレーム内で高温流体側と低温流
体側を仕切るために、上記プレートフインの少なくとも
一枚の外の全端面と上記フレームとの間に設けられた
弾性体を備えたものである。また、所定のプレートフィ
ンに、切り起し部を設けたものである。
【0007】また、切り起し部が設けられたプレート
ィンは、フレームの高温流体側または低温流体側のいず
れか一方または両方に配置されているものである。さら
に、弾性体が設けられたプレートフィンに、切り起し部
設けると共に、この切り起し部にシール材を充填した
ものである。
【0008】
【作用】上記のように構成された熱交換装置において
は、フレーム内に収容され、一端が高温流体側に、他端
が低温流体側に配置されたヒートパイプと、このヒート
パイプに貫挿され、ヒートパイプの外周を取り囲んでヒ
ートパイプの軸方向と交叉する方向に延在すると共に、
所定間隔でほぼ平行に配置された複数枚のプレートフィ
ンとを備え、プレートフィンの少なくとも一枚の外
端面とフレームとの間に弾性体を設け、この弾性体によ
って高温流体と低温流体とをシールするものである。
【0009】また、所定プレートフィンに、切り起し
部を設けているため、プレートフィン面の熱伝達率を大
幅に向上する。また、このような構成のプレートフィン
を高温流体側と低温流体側の一方又は両方に設けること
により、それぞれの流体側での熱交換性能が向上する。
さらに、弾性体が設けられたプレートフィンに、切り起
し部を設けると共に、この切り起し部にシール材を充填
し、切り起し部を設けたプレートフィンでもシールを行
うと共に、弾性体の全幅でシールを行うようにすること
ができる。
【0010】
【実施例】実施例1. 図1はこの発明の実施例1による熱交換装置の正面断面
図、図2は図1の熱交換装置のAA断面を示す平面断面
図である。図において、1〜3、5、6は上記従来装置
と同一のものであり、その説明を省略する。8はフレー
ム3内のヒートパイプ1の設置空間を上部と下部に分け
るため、プレートフィン2の外周の全端面とフレーム3
の間に設けられたパッキン、9はフレーム3に付属して
設けられ、筐体壁面に取付けるための取付板である。こ
のように構成された熱交換装置においては、フィンチュ
ーブユニットは、ヒートパイプ1の全長にわたってプレ
ート状のフィン2が積まれた構成であり、その中央部に
巻き付けられたパッキン8で上下流体間のシールをおこ
なう。フィンチューブユニットはフレーム3の中に収納
される。フレーム3に付属して設けられた取付板9を図
示しない筐体壁面に取付けることで、筐体を密閉する。
熱交換器の下部には筐体内の高温空気である高温流体5
を、上部には外気である低温流体6を導入する。
【0011】ヒートパイプ1は内部を真空排気したあ
と、所定量の作動液を充填したものである。ヒートパイ
プ1の一端である蒸発部1aが、ファン等により導入さ
れた高温流体5により加熱され昇温すると、ヒートパイ
プ蒸発部1a内の作動流体は高温流体5の熱を蒸発潜熱
として奪い、蒸気となって放熱部1bに移動する。ヒー
トパイプ1の放熱部1bに移動した作動液体の蒸気は、
外気たる低温流体6により冷却されて凝縮潜熱を放出す
る。液化した作動流体はヒートパイプ1の内部壁面を伝
って蒸発部1aに還流する。この動作は自然に繰り返さ
れ、これに伴い筐体内の熱量がヒートパイプ1により、
外気に熱輸送され、筐体を密閉したまま内部空気の冷却
を行う。
【0012】実施例2. なお実施例1では、プレートフィン2が全面にわたって
平面状のものとした場合について示したが、図3に示す
ように高温側或いは低温側のどちらかのプレートフィン
のみに切り起し10を設け、他方のプレートフィン2は
平面状のままとしてもよい。図3に示すようにプレート
フィン面に切り起し10を設けたものとすると、プレー
トフィン面の熱伝達率を大幅に向上でき、熱交換性能の
向上がはかれる。この場合、フィンチューブユニットの
中央部のパッキン8に接触する側のプレートフィン2
は、切り起し10のない平面状のプレートフィン2とす
ることで、高温低温流体間のシール性を保ちながら性能
の向上をはかることができる。図4は、図3の熱交換装
置のBB断面を示す平面断面図を示す。
【0013】実施例3. また実施例2では、高温側あるいは低温側のどちらかの
プレートフィン2のみに、切り起し10を設けたものと
したが、図5に示すように高温低温両流体に接するプレ
ートフィン2を、全て切り起し10を設けたものとする
と、実施例2以上に大幅に熱交換性能の向上がはかれ
る。この場合、フィンチューブユニットの中央部でパッ
キン8に接触する数枚のプレートフィン2は、切り起し
10のない平面状のプレートフィン2としておくこと
で、高温低温流体間のシール性を保ちながら性能の大幅
向上をはかることができる。
【0014】実施例4. なお実施例3では、フィンチューブユニットの中央シー
ル部には平面状のプレートフィン2を設けるものとした
が、図6に示すように、全積み長にわたってプレート
ィン2に切り起し10を設け、フィンチューブユニット
中央部のパッキン8と接触するプレートフィン2には、
流動性のシール材11を切り起し10部に充填し、シー
ル材11の硬化後、シール材11の外周をパッキン8で
シールする構成としてもよい。このようにすることで、
同一プレートフィンのフィン積み加工となり、工作が容
易になると共に、パッキン8の全幅でシールを行うこと
が可能となり、従来のシール方式に比べシール性を著し
く向上することができる。
【0015】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。フレー
ム内に収容され、一端が高温流体側に、他端が低温流体
側に配置されたヒートパイプと、このヒートパイプに貫
挿され、ヒートパイプの外周を取り囲んでヒートパイプ
軸方向と交叉する方向に延在すると共に、所定間隔で
ほぼ平行に配置された複数枚のプレートフィンとを
え、プレートフインの少なくとも一枚の外の全端面
フレームとの間に弾性体を設け、この弾性体によって高
温流体と低温流体とをシールするので、シール性能が高
く、熱交換装置の製作費を大幅に低減できる。
【0016】また、所定のプレートフィンに、切り起し
部を設け、プレートフィン面の熱伝達率を大幅に向上す
るので、大幅な熱交換性能の向上ができる。また、この
ような構成のプレートフィンを高温流体側と低温流体側
の一方又は両方に設けることにより、それぞれの流体側
での熱交換性能の向上を図ることができる。さらに、弾
性体が設けられたプレートフィンに、切り起し部を設け
ると共に、この切り起し部にシール材を充填し、切り起
し部を設けたプレートフィンでもシールを行うと共に、
弾性体の全幅でシールを行うことができるので、シール
性を著しく向上でき、高性能の密閉筐体冷却装置を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1による熱交換装置の正面
断面図である。
【図2】 この発明の実施例1による熱交換装置の平面
断面図である。
【図3】 この発明の実施例2による熱交換装置の正面
断面図である。
【図4】 この発明の実施例2による熱交換装置の平面
断面図である。
【図5】 この発明の実施例3による熱交換装置の正面
断面図である。
【図6】 この発明の実施例4による熱交換装置の正面
断面図である。
【図7】 従来の熱交換装置の正面断面図である。
【符号の説明】
1 ヒートパイプ、2 プレートフィン、3 フレー
ム、5 高温流体、6 低温流体、8 パッキン、10
切り起し、11 シール材
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F28D 15/02 F28D 15/02 102

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレーム内に導かれる高温流体及び低温
    流体が、ヒートパイプによって互いに熱交換される熱交
    換装置において、上記フレームに収容され、一端が高温
    流体側に、他端が低温流体側に配置されたヒートパイ
    プ、このヒートパイプに貫挿され、ヒートパイプの外周
    を取り囲んでヒートパイプの軸方向と交叉する方向に延
    在すると共に、所定間隔でほぼ平行に配置された複数枚
    プレートフィン、及び上記フレーム内で高温流体側と
    低温流体側を仕切るために、上記プレートフインの少な
    くとも一枚の外の全端面と上記フレームとの間に設け
    られた弾性体を備えたことを特徴とする熱交換装置。
  2. 【請求項2】 所定プレートフィンに、切り起し部を
    設けたことを特徴とする請求項1記載の熱交換装置。
  3. 【請求項3】 切り起し部が設けられたプレートフィン
    は、フレームの高温流体側または低温流体側のいずれか
    一方または両方に配置されていることを特徴とする請求
    項2記載の熱交換装置。
  4. 【請求項4】 弾性体が設けられたプレートフィンに、
    切り起し部を設けると共に、この切り起し部にシール材
    を充填したことを特徴とする請求項2または請求項3記
    載の熱交換装置。
JP6323285A 1994-12-26 1994-12-26 熱交換装置 Expired - Lifetime JP3001386B2 (ja)

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TWI595207B (zh) * 2015-11-20 2017-08-11 Kuettner Asia Company Ltd Heat exchanger
KR20180056014A (ko) * 2016-11-18 2018-05-28 (주)광산 Lng 기화기용 히터 튜브 변형 방지 장치
CN115682795B (zh) * 2022-10-08 2023-08-29 中建三局第一建设工程有限责任公司 用于太阳能光伏光热系统的复合式热管系统及制造方法

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