JP3863255B2 - Heat pipe heat exchanger - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、扁平長尺状の多穴管チューブを用いたヒートパイプ式熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、制御盤等の筺体内の冷却に使用されるヒートパイプ式熱交換器として、例えば、実開昭63−67777号公報に開示されるものが知られている。
図5は、この公報に開示されるヒートパイプ式熱交換器を示すもので、このヒートパイプ式熱交換器では、上部タンク1と下部タンク2とが上下方向に所定間隔を置いて配置されている。
【0003】
上部タンク1と下部タンク2との間には、水平方向に間隔を置いて、多数の扁平長尺状の多穴管チューブ3が配置されている。
多穴管チューブ3の間には、コルゲートフィン4が配置されコア部5が形成されている。
コア部5は、仕切板6により上下に分割され、コア部5の下部に吸熱室7が形成され、上部に排熱室8が形成されている。
【0004】
このようなヒートパイプ式熱交換器では、吸熱室7側の高温の空気との熱交換により、吸熱室7側の多穴管チューブ3内の冷媒が蒸発し、排熱室8側に導かれ、排熱室8側の低温の空気による冷却により冷媒が凝縮され、吸熱室7側の多穴管チューブ3内に循環される。
そして、このヒートパイプ式熱交換器では、上部タンク1と下部タンク2との間に多穴管チューブ3を橋設したので、熱交換器の強度を高めることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のヒートパイプ式熱交換器では、上部タンク1と下部タンク2との間に多穴管チューブ3を橋設しているため、部品点数が増大し、また、組立工数が増大するという問題があった。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、簡易な構造で強度の高いヒートパイプ式熱交換器を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1のヒートパイプ式熱交換器は、扁平長尺状の多穴管チューブをコ字状に折曲して、上面部の両側に側面部の形成される外側ヒートパイプおよび内側ヒートパイプを形成するとともに、前記外側ヒートパイプの内側に、前記内側ヒートパイプを、この内側ヒートパイプの上面部の外面が前記外側ヒートパイプの上面部の内面に当接するように配置し、前記外側ヒートパイプおよび内側ヒートパイプの両端部を、冷媒タンクに開口してなることを特徴とする。
【0007】
請求項2のヒートパイプ式熱交換器は、請求項1記載のヒートパイプ式熱交換器において、前記冷媒タンクを、前記外側ヒートパイプおよび内側ヒートパイプの両端部が嵌挿されるチューブ穴が形成されるチューブプレートと、このチューブプレートに隣接して配置されタンク穴が形成されるタンクプレートと、このタンクプレートに隣接して配置されるコールドプレートを接合して形成してなることを特徴とする。
【0008】
(作用)
請求項1のヒートパイプ式熱交換器では、外側ヒートパイプの内側に、内側ヒートパイプが、この内側ヒートパイプの上面部の外面が外側ヒートパイプの上面部の内面に当接するように配置され、これにより熱交換器の強度が高められる。請求項2のヒートパイプ式熱交換器では、冷媒タンクが、チューブプレート,タンクプレートおよびコールドプレートからなる3枚の板材を接合して形成される。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態について説明する。
図1は、本発明のヒートパイプ式熱交換器の一実施形態を示しており、符号11は、外側ヒートパイプを示している。
この外側ヒートパイプ11は、図2に示す扁平長尺状の多穴管チューブTをコ字状に折曲してなり、上面部11aの両側に側面部11bが形成されている。
【0010】
外側ヒートパイプ11の内側には、第1の内側ヒートパイプ13が配置されている。
この第1の内側ヒートパイプ13は、扁平長尺状の多穴管チューブTをコ字状に折曲してなり、上面部13aの両側に側面部13bが形成されている。
この第1の内側ヒートパイプ13は、上面部13aの外面が、外側ヒートパイプ11の上面部11aの内面に当接するように配置され、当接部がろう付けにより接合されている。
【0011】
第1の内側ヒートパイプ13の内側には、第2の内側ヒートパイプ15が配置されている。
この第2の内側ヒートパイプ15は、扁平長尺状の多穴管チューブTをコ字状に折曲してなり、上面部15aの両側に側面部15bが形成されている。
この第2の内側ヒートパイプ15は、上面部15aの外面が、第1の内側ヒートパイプ13の上面部13aの内面に当接するように配置され、当接部がろう付けにより接合されている。
【0012】
この実施形態では、外側ヒートパイプ11,第1の内側ヒートパイプ13および第2の内側ヒートパイプ15に用いられる多穴管チューブTは、熱伝導性の良好なアルミニウムにより形成されている。
また、この多穴管チューブTは、押し出し成形により形成され、図2に示すように、幅方向に所定間隔を置いて、管路となる複数の穴部T1が形成されている。
【0013】
この穴部T1の内面には、図示しない微小な凹凸からなるウイックが形成されている。
外側ヒートパイプ11,第1の内側ヒートパイプ13および第2の内側ヒートパイプ15の両端部は、それぞれ冷媒タンク17に開口されている。
この実施形態では、冷媒タンク17は、チューブプレート19,タンクプレート21およびコールドプレート23からなる3枚のアルミニウム製の板材を、ろう付けにより接合して形成されている。
【0014】
チューブプレート19は、図3の(a)に示すように、矩形状をしており、このチューブプレート19には、外側ヒートパイプ11,第1の内側ヒートパイプ13および第2の内側ヒートパイプ15の端部が嵌挿されるチューブ穴19aが形成されている。
このチューブ穴19aは、プレス加工により形成される。
【0015】
タンクプレート21は、図3の(b)に示すように、矩形状をしており、このタンクプレート21には、矩形状のタンク穴21aが貫通して形成されている。
このタンク穴21aは、プレス加工により形成される。
また、タンクプレート21の側面には、図1に示したフィラーチューブ25が嵌挿されるフィラーチューブ用穴21bが形成されている。
【0016】
コールドプレート23は、図3の(c)に示すように、矩形状をしている。
そして、この実施形態では、外側ヒートパイプ11の側面部11bと第1の内側ヒートパイプ13の側面部13bとの間、および、第1の内側ヒートパイプ13の側面部13bと第2の内側ヒートパイプ15の側面部15bとの間には、アルミニウムのクラッド材からなるコルゲートフィン27が配置されコア部29が形成されている。
【0017】
このコア部29は、チューブ穴31aの形成される仕切部材31により上下に分割されており、コア部29の下部には吸熱室33が形成され、上部には排熱室35が形成されている。
上述したヒートパイプ式熱交換器は、以下述べるようにして製造される。
すなわち、先ず、外側ヒートパイプ11,第1の内側ヒートパイプ13および第2の内側ヒートパイプ15が仕切部材31に形成されるチューブ穴31aに挿通された後、これ等の端部がチューブプレート19のチューブ穴19aに嵌挿される。
【0018】
また、外側ヒートパイプ11の側面部11bと第1の内側ヒートパイプ13の側面部13bとの間、および、第1の内側ヒートパイプ13の側面部13bと第2の内側ヒートパイプ15の側面部15bとの間に、コルゲートフィン27が配置される。
そして、チューブプレート19にタンクプレート21およびコールドプレート23が組み付けられ、ろう付け炉内においてフラックスを塗布された後、各部が一体ろう付けされる。
【0019】
なお、タンクプレート21のフィラーチューブ用穴21aには、タンクプレート21の組み付け前にフィラーチューブ25が嵌挿される。
この後、タンクプレート21のフィラーチューブ25から、冷媒タンク17,外側ヒートパイプ11,第1の内側ヒートパイプ13および第2の内側ヒートパイプ15内が真空引きされ、アセトン,フレオン等の冷媒が封入され、フィラーチューブ25が、例えば、溶接により封止される。
【0020】
なお、この実施形態では、冷媒は、外側ヒートパイプ11,第1の内側ヒートパイプ13および第2の内側ヒートパイプ15の内容積の30〜50%程度の量封入される。
上述したヒートパイプ式熱交換器は、図4に示すように、コア部29の吸熱室33が、制御盤等の筺体37内に配置され、コア部29の排熱室35が筺体37の外部に配置されて使用される。
【0021】
そして、筺体37内の熱源39からの熱量により高温になった高温空気が、ファン41により吸熱室33に供給され、これにより吸熱室33に位置する外側ヒートパイプ11,第1の内側ヒートパイプ13および第2の内側ヒートパイプ15内の冷媒が蒸発する。
蒸発した冷媒は、筺体37の外部の排熱室35に位置する外側ヒートパイプ11,第1の内側ヒートパイプ13および第2の内側ヒートパイプ15において、ファン43により供給される比較的低温の外気と熱交換し、冷却され凝縮し、液化した状態で、冷媒タンク17側に戻される。
【0022】
以上のように構成されたヒートパイプ式熱交換器では、扁平長尺状の多穴管チューブTをコ字状に折曲して、外側ヒートパイプ11および第1の内側ヒートパイプ13を形成し、外側ヒートパイプ11の内側に、第1の内側ヒートパイプ13を、この第1の内側ヒートパイプ13の上面部13aの外面が外側ヒートパイプ11の上面部11aの内面に当接するように配置したので、熱交換器を、簡易な構造で強度の高いものにすることができる。
【0023】
そして、この実施形態では、外側ヒートパイプ11の上面部11aと第1の内側ヒートパイプ13の上面部13a、および、第1の内側ヒートパイプ13の上面部13aと第2の内側ヒートパイプ15の上面部15aとを当接してろう付けしたので、熱交換器の強度をより高めることができる。
また、従来のように上部タンクを配置する必要がなくなるため、構造が非常に簡易なものになり、部品点数および組立工数を低減することができる。
【0024】
さらに、上述したヒートパイプ式熱交換器では、チューブプレート19,タンクプレート21およびコールドプレート23からなる3枚の板材を接合して冷媒タンク17を形成したので、冷媒タンク17を容易,確実に形成することができる。
また、上述したヒートパイプ式熱交換器では、熱交換器の外側に外側ヒートパイプ11が配置されるため、熱交換器の美観を向上することができる。
【0025】
なお、上述した実施形態では、熱源39から離間してコールドプレート23を配置した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、コールドプレート23に電子機器等の熱源を直接固定しても良い。
【0026】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項1のヒートパイプ式熱交換器では、扁平長尺状の多穴管チューブをコ字状に折曲して、外側ヒートパイプおよび内側ヒートパイプを形成し、外側ヒートパイプの内側に、内側ヒートパイプを、この内側ヒートパイプの上面部の外面が外側ヒートパイプの上面部の内面に当接するように配置したので、熱交換器を、簡易な構造で強度の高いものにすることができる。
【0027】
請求項2のヒートパイプ式熱交換器では、チューブプレート,タンクプレートおよびコールドプレートからなる3枚の板材を接合して冷媒タンクを形成したので、冷媒タンクを容易,確実に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のヒートパイプ式熱交換器の一実施形態を示す斜視図である。
【図2】図1の多穴管チューブを示す断面図である。
【図3】図1の冷媒タンクの構成部材を示す説明図である。
【図4】図1のヒートパイプ式熱交換器の動作を示す説明図である。
【図5】従来のヒートパイプ式熱交換器を示す正面図である。
【符号の説明】
11 外側ヒートパイプ
11a 上面部
11b 側面部
13 第1の内側ヒートパイプ
13a 上面部
13b 側面部
17 冷媒タンク
19 チューブプレート
19a チューブ穴
21 タンクプレート
21a タンク穴
23 コールドプレート
T 多穴管チューブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat pipe heat exchanger using a flat and long multi-hole tube.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a heat pipe type heat exchanger used for cooling the inside of a housing such as a control panel, for example, one disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 63-67777 is known.
FIG. 5 shows a heat pipe type heat exchanger disclosed in this publication. In this heat pipe type heat exchanger, an upper tank 1 and a
[0003]
Between the upper tank 1 and the
Corrugated fins 4 are disposed between the
The core part 5 is divided into upper and lower parts by a partition plate 6, an
[0004]
In such a heat pipe type heat exchanger, the refrigerant in the
And in this heat pipe type heat exchanger, since the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional heat pipe type heat exchanger, since the
The present invention has been made to solve such conventional problems, and an object thereof is to provide a heat pipe heat exchanger having a simple structure and high strength.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The heat pipe type heat exchanger according to claim 1 is configured such that an outer heat pipe and an inner heat pipe in which side portions are formed on both sides of an upper surface portion by bending a flat elongated multi-hole tube tube into a U shape. And forming the inner heat pipe inside the outer heat pipe such that the outer surface of the upper surface portion of the inner heat pipe is in contact with the inner surface of the upper surface portion of the outer heat pipe, and the outer heat pipe and Both ends of the inner heat pipe are opened in a refrigerant tank.
[0007]
The heat pipe heat exchanger according to
[0008]
(Function)
In the heat pipe heat exchanger according to claim 1, the inner heat pipe is disposed inside the outer heat pipe so that the outer surface of the upper surface portion of the inner heat pipe is in contact with the inner surface of the upper surface portion of the outer heat pipe, This increases the strength of the heat exchanger. In the heat pipe heat exchanger according to the second aspect, the refrigerant tank is formed by joining three plate members including a tube plate, a tank plate, and a cold plate.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention shown in the drawings will be described in detail.
FIG. 1 shows an embodiment of a heat pipe heat exchanger according to the present invention, and reference numeral 11 denotes an outer heat pipe.
This outer heat pipe 11 is formed by bending a flat elongated multi-hole tube T shown in FIG. 2 into a U-shape, and
[0010]
A first inner heat pipe 13 is disposed inside the outer heat pipe 11.
The first inner heat pipe 13 is formed by bending a flat elongated multi-hole tube T into a U shape, and
The first inner heat pipe 13 is disposed so that the outer surface of the upper surface portion 13a contacts the inner surface of the upper surface portion 11a of the outer heat pipe 11, and the contact portions are joined by brazing.
[0011]
A second
The second
The second
[0012]
In this embodiment, the multi-hole tube T used for the outer heat pipe 11, the first inner heat pipe 13, and the second
Further, the multi-hole tube T is formed by extrusion molding, and as shown in FIG. 2, a plurality of hole portions T1 serving as pipe lines are formed at predetermined intervals in the width direction.
[0013]
On the inner surface of the hole T1, a wick made of minute irregularities (not shown) is formed.
Both ends of the outer heat pipe 11, the first inner heat pipe 13, and the second
In this embodiment, the
[0014]
As shown in FIG. 3A, the
The tube hole 19a is formed by pressing.
[0015]
As shown in FIG. 3B, the
The tank hole 21a is formed by pressing.
Further, a
[0016]
The
In this embodiment, between the
[0017]
The
The heat pipe heat exchanger described above is manufactured as described below.
That is, first, after the outer heat pipe 11, the first inner heat pipe 13, and the second
[0018]
Further, between the
After the
[0019]
The
Thereafter, the
[0020]
In this embodiment, the refrigerant is sealed in an amount of about 30 to 50% of the inner volume of the outer heat pipe 11, the first inner heat pipe 13, and the second
In the heat pipe heat exchanger described above, as shown in FIG. 4, the
[0021]
Then, the high-temperature air that has become high temperature due to the amount of heat from the
The evaporated refrigerant is a relatively low temperature outside air supplied by the
[0022]
In the heat pipe type heat exchanger configured as described above, the outer long heat pipe 11 and the first inner heat pipe 13 are formed by bending a flat elongated multi-hole tube T into a U-shape. The first inner heat pipe 13 is arranged inside the outer heat pipe 11 so that the outer surface of the upper surface portion 13a of the first inner heat pipe 13 is in contact with the inner surface of the upper surface portion 11a of the outer heat pipe 11. Therefore, the heat exchanger can be made strong with a simple structure.
[0023]
In this embodiment, the upper surface portion 11 a of the outer heat pipe 11 and the upper surface portion 13 a of the first inner heat pipe 13, and the upper surface portion 13 a of the first inner heat pipe 13 and the second
Further, since it is not necessary to dispose the upper tank as in the prior art, the structure is very simple, and the number of parts and the number of assembly steps can be reduced.
[0024]
Furthermore, in the heat pipe type heat exchanger described above, the
Moreover, in the heat pipe type heat exchanger mentioned above, since the outer side heat pipe 11 is arrange | positioned on the outer side of a heat exchanger, the beauty | look of a heat exchanger can be improved.
[0025]
In the above-described embodiment, the example in which the
[0026]
【The invention's effect】
As described above, in the heat pipe heat exchanger according to claim 1, the flat and long multi-hole tube is bent in a U shape to form the outer heat pipe and the inner heat pipe, and the outer heat pipe is formed. The inner heat pipe is placed inside the pipe so that the outer surface of the upper surface of the inner heat pipe is in contact with the inner surface of the upper surface of the outer heat pipe, so the heat exchanger has a simple structure and high strength. Can be.
[0027]
In the heat pipe heat exchanger according to the second aspect, since the refrigerant tank is formed by joining the three plate members including the tube plate, the tank plate, and the cold plate, the refrigerant tank can be easily and reliably formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a heat pipe heat exchanger according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the multi-hole tube shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory view showing components of the refrigerant tank of FIG. 1;
4 is an explanatory view showing the operation of the heat pipe heat exchanger of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a front view showing a conventional heat pipe heat exchanger.
[Explanation of symbols]
11 outer heat pipe 11a
Claims (2)
前記冷媒タンク(17)を、前記外側ヒートパイプ(11)および内側ヒートパイプ(13)の両端部が嵌挿されるチューブ穴(19a)が形成されるチューブプレート(19)と、このチューブプレート(19)に隣接して配置されタンク穴(21a)が形成されるタンクプレート(21)と、このタンクプレート(21)に隣接して配置されるコールドプレート(23)を接合して形成してなることを特徴とするヒートパイプ式熱交換器。In the heat pipe type heat exchanger according to claim 1,
The refrigerant tank (17) includes a tube plate (19) in which tube holes (19a) into which both ends of the outer heat pipe (11) and the inner heat pipe (13) are inserted are formed, and the tube plate (19 ) And a cold plate (23) disposed adjacent to the tank plate (21) and a tank plate (21a) disposed adjacent to the tank plate (21a). A heat pipe type heat exchanger.
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