JP3157328U - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】水冷ユニットにより熱交換器内を冷却し、これにより熱交換器全体の冷却効率を高め、散熱モジュールの熱交換効率を向上させることができる熱交換器。【解決手段】熱交換器は、第一接触部11及び複数の散熱フィン12を備える第一散熱器1、複数の散熱フィン21及び第二接触部22を備える第二散熱器2、流体収容部31及び管部32を備える水冷ユニット3からなり、該第一接触部11には、少なくとも１個の冷却チップ4を密着させて設置し、しかも該散熱フィン12上には、少なくとも１個の第一ファン5を設置し、該各散熱フィン21上方には、第二ファン6を設置し、該第二接触部22は、該冷却チップ4の該第一散熱器1とは反対のもう一方の面に密着させて設置し、該管部32は、第一端321及び第二端322を備え、それぞれ該流体収容部31に接続し、しかも該管部32は、該第一散熱器1の第一接触部11に嵌めて設置し、該流体収容部31は、該第二散熱器2の散熱フィン21上方に設置する。【選択図】図３

Description

本考案は熱交換器に関し、特に、冷却チップを備える散熱器に水冷ユニットを結合し、散熱性能を大幅に向上させることができる熱交換器に関するものである。

熱の伝導には、伝導、対流、放射の３種の方式がある。
伝導は、媒介により、熱を高温位置から低温位置へと伝える方式である。
対流は、空気或いは水等の流体が熱を受けると密度が変わり、循環流動を生じる性質を利用するもので、放射では、一切の媒介を用いずに直接伝達する。
流体にとって、最も主要で、しかも最も効果的な伝熱方式は、対流である。

伝統的には散熱対流を使用し、一般的に、散熱器を熱源に直接接触させ、さらに、該散熱器上に設置するファンを用い、該ファンにより、強制的に気流を導き、該散熱器に対して冷却を行う。
従来の散熱モジュール中には、散熱効率を拡大するために、冷却チップを増設する。
該冷却チップは、高温面と低温面を備え、該冷却チップは、低温面を熱源に密着させ、散熱、冷却を行う。

図１、２は、従来の熱交換器の立体分解及び組合せ図である。
該熱交換器8は、第一接触面811を備える第一散熱器81、第二接触面821を備える第二散熱器82、第一ファン83、第二ファン84、低温面851及び高温面852を備え、それぞれ該第一、二接触面811、821と密着する複数の冷却チップ85からなる。
該第一ファン83、第二ファン84は、それぞれ該第一散熱器81の下方、及び、第二散熱器82の上方に設置する。
該第一ファン83、第二ファン84が気流9を第一散熱器81、第二散熱器82へと導引すると、該気流9は、第一散熱器83、第二散熱器84を経由後に排出される。
該冷却チップ85は、該第一散熱器83、第二散熱器84のどちらか任意の一方を冷却し、該気流9排出時の温度は進入時の温度より低くなる。
しかし、該冷却チップ85は、片側だけが低温面851であるため、第一散熱器81及び第二散熱器82の内の一方に対してだけしか冷却を行うことができず、熱交換性能は、極めて限られる。
本考案は、従来の熱交換器の上記した欠点に鑑みてなされたものである。

特開２００９−７６７０８号公報

本考案が解決しようとする課題は、熱交換効率を拡大することができる熱交換器を提供することである。

上記課題を解決するため、本考案は下記の熱交換器を提供する。
請求項１の考案は、熱交換器であって、第一接触部及び複数の散熱フィンを備える第一散熱器、複数の散熱フィン及び第二接触部を備える第二散熱器、流体収容部及び管部を備える水冷ユニットからなり、該第一接触部には、少なくとも１個の冷却チップを密着させて設置し、前記複数の散熱フィンの下方には、少なくとも１個の第一ファンを設置し、前記散熱フィンの上方には第二ファンを設置し、該散熱フィンの第二接触部には、前記冷却チップの前記第一散熱器に密接した面とは反対のもう一方の面に密着させて設置し、前記水冷ユニットの管部は、第一端及び第二端を備え、それぞれ前記流体収容部に接続し、該管部は前記第一散熱器の第一接触部に嵌めて設置し、該流体収容部は前記第二散熱器の散熱フィンの上方に設置したことを特徴とする熱交換器である。
前記水冷ユニットにより熱交換器内を冷却し、これにより熱交換器全体の冷却効率を高め、散熱モジュールの熱交換効率を向上させることができる。

請求項２の考案は、請求項１記載の熱交換器において、前記冷却チップは高温面と低温面を備え、該高温面と前記第二散熱器の第二接触部とは密着させて設置し、該低温面と該第一散熱器の第一接触部とは密着させて設置したことを特徴とする。
請求項３の考案は、請求項１記載の熱交換器において、前記流体収容部は収容室及びポンプを備え、
該ポンプは該収容室中に設置し、該収容室には散熱流体を収容し、
しかも、前記管部と該収容室とは貫通し、該管部の第一端及び第二端の内の任意の一端と該ポンプとは接続したことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
請求項４の考案は、請求項１記載の熱交換器において、前記第一散熱器の第一接触部には、少なくとも１個の槽を設け、これに前記管部を収容して設置し、しかも、該管部と前記冷却チップとは接触したことを特徴とする。

請求項５の考案は、請求項１記載の熱交換器において、前記第一散熱器の散熱フィンは、該第一接触部の反対側に設置したことを特徴とする。
請求項６の考案は、請求項１記載の熱交換器において、前記第二散熱器の散熱フィンは、前記第二接触部の反対側に設置したことを特徴とする。
請求項７の考案は、請求項１記載の熱交換器において、前記管部はさらに吸熱部を備え、該吸熱部は前記管体の第一、二端の間に位置したことを特徴とする。

本考案の熱交換器によれば、冷却チップを備える散熱器に水冷ユニットを結合し、水冷ユニットにより熱交換器内を冷却し、これにより熱交換器全体の冷却効率を高め、散熱モジュールの熱交換効率を向上させることができる。

従来の技術の熱交換器の立体分解図である。 従来の技術の熱交換器の立体組合せ図である。 本考案実施例の熱交換器の立体分解図である。 本考案実施例の熱交換器の立体組合せ図である。 本考案実施例の熱交換器の作動の様子を示す立体方式図である。 本考案実施例の熱交換器の作動の様子を示す断面方式図である。

以下に図面を参照しながら本考案を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図３、４は、本考案の用いる実施例の電子製品等に用いる熱交換器の立体分解及び組合せ図である。
図に示すように、本考案の熱交換器は、第一接触部11及び複数の散熱フィン12を備える第一散熱器1、複数の散熱フィン21及び第二接触部22を備える第二散熱器2、流体収容部31及び管部32を備える水冷ユニット3からなる。

前記第一接触部11には、少なくとも１個の冷却チップ4を密着させて設置する。
前記複数の散熱フィン12の下方には、少なくとも１個の第一ファン5を設置する。
該各散熱フィン12は、該第一接触部11の片側から、該第一接触部11とは反対の方向へと延伸して構成する。

前記複数の各散熱フィン21の上方には、第二ファン6を設置する。第二接触部22は、該冷却チップ4の第一散熱器1とは反対のもう一方の面に密着させて設置する。
該各散熱フィン21は、該第二接触部22の片側から、該第二接触部22とは反対の方向へと延伸して構成する。

前記冷却チップ4（Thermoelectric Cooling Module,Thermoelectric Cooling Chip：熱電対）は高温面41及び低温面42を備え、例えば、ＩＣチップ等の熱源(冷却対象物：図せず)を該低温面に密着させて、熱源から熱を吸収する。
本実施例では、該高温面41と該第二散熱器2の第二接触部22とは密着させて設置し、該低温面42(及び熱源)と該第一散熱器1の第一接触部11とは密着させて設置する。
前記流体収容部31の管部32は、第一端321及び第二端322を備え、それぞれ該流体収容部31に接続する。
該管部32は、前記第一散熱器1の第一接触部11に嵌めて設置し、該流体収容部31は、該第二散熱器2の散熱フィン21上方に設置する。

該流体収容部31は、収容室311及びポンプ312を備える（図６参照）。該ポンプ312は、該収容室311中に設置し、該収容室311には、散熱流体7を収容する。
しかも、該管部32と該収容室311とは通じ、該管部32の第一端321及び第二端322の内の任意の一端と該ポンプ312とは接続する。
これにより、該散熱流体7（図６参照）は該ポンプ312により加圧された後、送り出され、循環して散熱を行う。

該第一散熱器1の第一接触部11には、少なくとも１個の槽111を開設し、これに該管部32を収容して設置する。
しかも、該管部32と該冷却チップ4の低温面42とは接触し、該管部32はさらに、吸熱部323を備える。
該吸熱部323は、該管体32の第一端321と第二端322との間に位置し、該吸熱部323は、該第一散熱器1が吸收した熱を持ち去り、これにより冷却する。

図５、６は、本考案の実施例の作動を説明する作動方式図、及び断面作動方式図である。
図に示すように、前記第一ファン5が気流51を強制的に導引し、第一散熱器1へと引き込むと、該第一散熱器1は、該第一接触部11と該冷却チップ4の低温面42との接触を通して、さらに、冷却チップ4の低温面42を経て冷却を行う。
次に、該第一ファン5が強制的に導引した気流51は、流動し、該第一散熱器1を経由後、冷却され、該第一散熱器1から排出され、熱交換循環を達成する。

前記第二散熱器2(図３参照)の第二接触部22は、該冷却チップ4の高温面41と接触し、該高温面41は、該第二散熱器2を通して散熱を行う。
該第二散熱器2上に設置する第二ファン6は、該第二散熱器2に対して散熱を行い、こうして該冷却チップ4の高温面41の温度は低下する。
また、第二散熱器2上に設置する水冷ユニット3の管部32の吸熱部323は、該第一散熱器1の第一接触部11を貫通して設置する。

該管部32内部には、散熱流体7を備える。該散熱流体7は、該水冷ユニット3の管部32第一端321からポンプ312に入り、該ポンプ312により加圧され、該管部32の吸熱部323の位置へと流動する。
その後さらに、該管部32の第二端322の位置へと流れ、該水冷ユニット3に戻る。

こうして、該水冷ユニット3は、該第一散熱器1及び第二散熱器2に対して冷却を行う。
よって、冷却チップ4によってのみ散熱を行う従来の技術に比較し、本考案は、さらに進んだ散熱性能を備えるといえる。

上記の本考案名称と内容は、本考案技術内容の説明に用いたのみで、本考案を限定するものではない。例えば、実施例の図３の熱交換機を上方と下方とを逆に、すなわち、第一ファン５を上側に、第二ファン５を下側にしても良いことは勿論である。このように、本考案の精神に基づく等価応用或いは部品（構造）の転換、置換、数量の増減はすべて、本考案の実用新案登録請求の範囲に含まれるものである。

本考案は実用新案登録請求の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。

1 第一散熱器
11 第一接触部
111 槽
12 散熱フィン
2 第二散熱器
21 散熱フィン
22 第二接触部
3 水冷ユニット
31 流体収容部
311 収容室
312 ポンプ
32 管部
321 第一端
322 第二端
4 冷却チップ
41 高温面
42 低温面
5 第一ファン
51 気流
6 第二ファン
7 散熱流体

Claims (7)

1. 熱交換器であって、第一接触部及び複数の散熱フィンを備える第一散熱器、複数の散熱フィン及び第二接触部を備える第二散熱器、流体収容部及び管部を備える水冷ユニットからなり、
   該第一接触部には、少なくとも１個の冷却チップを密着させて設置し、前記複数の散熱フィンの下方には、少なくとも１個の第一ファンを設置し、
   前記散熱フィンの上方には第二ファンを設置し、該散熱フィンの第二接触部には、前記冷却チップの前記第一散熱器に密接した面とは反対のもう一方の面に密着させて設置し、
   前記水冷ユニットの管部は、第一端及び第二端を備え、それぞれ前記流体収容部に接続し、該管部は前記第一散熱器の第一接触部に嵌めて設置し、該流体収容部は前記第二散熱器の散熱フィンの上方に設置したことを特徴とする熱交換器。
2. 前記冷却チップは高温面と低温面を備え、該高温面と前記第二散熱器の第二接触部とは密着させて設置し、該低温面と該第一散熱器の第一接触部とは密着させて設置したことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
3. 前記流体収容部は収容室及びポンプを備え、
   該ポンプは該収容室中に設置し、該収容室には散熱流体を収容し、
   しかも、前記管部と該収容室とは貫通し、該管部の第一端及び第二端の内の任意の一端と該ポンプとは接続したことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
4. 前記第一散熱器の第一接触部には、少なくとも１個の槽を設け、これに前記管部を収容して設置し、
   しかも、該管部と前記冷却チップとは接触したことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
5. 前記第一散熱器の散熱フィンは、該第一接触部の反対側に設置したことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
6. 前記第二散熱器の散熱フィンは、前記第二接触部の反対側に設置したことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
7. 前記管部はさらに吸熱部を備え、該吸熱部は前記管体の第一、二端の間に位置したことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。

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