JP6004222B2 - ヒートシンク、及び、空気調和装置 - Google Patents
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Description
ヒートシンク全域を利用して放熱させるためには、基板に当接し、基板の熱をフィンに伝えるヒートシンクの基材を厚くし、基材で熱を分散させた後にフィンを介して放熱させることが考えられるが、ヒートシンクの重量が増加する問題があった。
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、簡単な構造で効率よく熱を放熱させることができるヒートシンク、及び、当該ヒートシンクを備えた空気調和装置を提供することにある。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態に係る空気調和装置は、室外ユニット10と室内ユニット(不図示)とから構成されており、冷媒配管により接続された冷媒回路に冷媒を流して、冷房運転および暖房運転を行う。室外ユニット10は、室外に設置され、室外空気と熱交換して冷房運転時には冷媒を凝縮させて外気に熱を放出し、暖房運転時には冷媒を蒸発させて外気から熱を取り込むものである。なお、以下に述べる上下および左右といった方向は、室外ユニット10を設置した状態でその前面側から見た場合の方向を示している。
送風機22は、支柱24L、24Rの上部に台座25を介して固定されたファンモータ26と、このファンモータ26の軸に取り付けられたプロペラファン(軸流ファン)27とから構成され、このプロペラファン27が熱交換室R1の前面側に近接配置される。ファンモータ26によりプロペラファン27が回転駆動されると、室外ユニット10の周囲、より具体的には、熱交換器21の背面側および左側面側から外気が熱交換室R1内に吸い込まれ、熱交換器21内を流れる冷媒と熱交換し、熱交換室R1の前面に設けられた吹出口28,28通って室外ユニット10外に排出される。つまり、この室外ユニット10は、前面から熱交換後の空気を吹き出す前面吹き出しタイプに構成されている。
図4は、基材52を示す図であり、図5は、フィン51を示す図である。
フィン51は、図5に示すように、一枚の板材を矩形波形状に折り曲げて形成され、複数の一端部55Aと、複数の他端部55Bとが、多層階に亘って交互に並べられ、互いに板部55Cで連結されている。フィン51の下端部は、矩形波形状のフィン51の上下幅W1よりも幅狭の所定の幅W2に上下幅W1方向に折り曲げられ、基部56が形成されている。
複数のフィン51は、図3に示すように、全て同じ向きに並べられ、それぞれの基部56が基材52の第1溝53、及び、第2溝54に嵌合されて、基材52に連結され熱的に接続される。第1溝53に嵌合されたフィン51は、基部56、及び、基部56に連続する他端部55B全域が第1溝53に嵌合する。そして、基部56に対向する板部55Cの一部が凸部59、つまり一方の面58に当接するとともに、一端部55Aが隣接する第2溝54の側壁54Aと面一に配置される。
上述の第1実施形態では、ヒートシンク50は、矩形波形状に形成した複数のフィン51を基材52に連結した構成について説明した。この第2実施形態では、階段形状に形成した複数のフィン151を基材152に連結したヒートシンク150の構成について説明する。なお、室外ユニット10の構成は、図1、図2を用いて説明した上述の第1実施形態と同一でありその説明を省略するとともに、ヒートシンク150で第1実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
フィン151は、図7に示すように、多階層を有する階段形状に形成される。フィン151は、アルミニウム等の高熱伝導性材から形成された一枚の板材を、山折り、谷折りを交互に繰り返して折り曲げて形成される。フィン151の各折り曲げ部(中間部)155を略直角にした階段形状に形成される。フィン151の下端部には、所定の幅W6に形成された基部156が設けられる。
隣接するフィン151間には、対向する一対の直各面部157と、一対の平行面部158とに囲まれた通風路T2が多階層に亘って形成される。各通風路T2には、送風機22によって、熱交換器21を通って熱交換室R1内に吸い込まれた空気が流れ、この空気によってフィン151が冷却される。
また、フィン151が階段形状であり、当該フィン151の基部156が基材152の溝153に嵌合されているため、簡単な構造で、容易に製造することができ、軽量で、放熱面積が広く、放熱効率の良いヒートシンク150を提供することができる。
上述した第1実施形態、及び、第2実施形態は、板状のフィン51,151を矩形波形状、或いは、階段形状に折り曲げて、隣接するフィン51,151同士を中間部55,155で熱的に接続する構成であった。この第3実施形態では、フィン251を断面円筒状のチューブ状に形成して、基材252に多階層に重ねて配置したヒートシンク250について説明する。なお、室外ユニット10の構成は、図1、図2を用いて説明した上述の第1実施形態と同一でありその説明を省略するとともに、ヒートシンク250で第1実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
また、フィン251がチューブ状であり、基材252に重ねて当該フィン251を配置しているため、簡単な構造で、容易に製造することができ、軽量で、放熱面積が広く、放熱効率の良いヒートシンク250を提供することができる。
上述した第3実施形態では、フィン251は、断面円筒状のチューブ状である構成とした。この第4実施形態では、フィン351は、断面矩形状のチューブ状である構成について説明する。なお、室外ユニット10の構成は、図1、図2を用いて説明した上述の第1実施形態と同一でありその説明を省略する。
基材352の一方の面358には、複数のフィン351が多階層に重ねられて連結される。これらの複数のフィン351は、互い違いに、いわゆる千鳥状に配置され、隣り合うフィン351間には、幅W9の間隙Gが設けられる。隣り合うフィン351間には、この間隙Gによって通風路T6が形成される。通風路T6の幅W9は、フィン351の一辺の長さL3よりも短く形成され、例えば、フィン351の一辺の長さL3の略半分とすることができる。
また、図示は省略したが、ヒートシンク350の他方の面359には、基板42が熱的に接続される。
また、隣接するフィン351同士を重ね合せ部355で熱的に接続することができるため、ヒートシンク350全域に放射的に熱分散して放熱させることができ、簡単な構造で基板42の熱を効率よく放熱させることができる。
上述した第3実施形態、或いは、第4実施形態のヒートシンク250,350は、チューブ状に形成されたフィン251,351を基材252,352に多階層に重ねて配置し、広い熱交換面積を確保するとともに、フィン251,351同士を熱的に接続することで放熱効率を高める構成であった。この第5実施形態では、渦巻き状に形成されたフィン451が基材452に重ねて配置されたヒートシンク450について説明する。なお、室外ユニット10の構成は、図1、図2を用いて説明した上述の第1実施形態と同一でありその説明を省略する。
フィン451は、1枚の板材を断面矩形状の角形の渦巻状に折り曲げて形成される。フィン451が4つの外側面453のうちの1面を基材452の一方の面458に当接させて、基材452に重ねて配置される。基材452の一方の面458には、複数のフィン451が、隣接するフィン451の対向する側面(中間部)455同士が当接し熱的に連結された状態で、並べて載置される。
また、図示は省略したが、ヒートシンク450の他方の面459には、基板42が熱的に接続される。
R2 機械室
11 ユニットケース(筺体)
21 熱交換器
22 送風機
31 圧縮機
40 電装ユニット(電槽箱)
50、150、250、350、450、550 ヒートシンク
51、151、251、351、451、551 フィン
52、152、252、352、452、552 基材
53 第1溝(溝)
54 第2溝(溝)
55、155、255、355、455、555 中間部
56 基部
153 溝
Claims (7)
- 基材と、前記基材に連結された複数のフィンとを備え、複数のフィンのうち隣接したフィン同士が少なくとも中間部で熱的に連結され、
前記フィンが波形状であり、当該フィンの基部が前記基材の溝に嵌合され、
前記フィンが同一の形状であり、前記基材の溝が交互に深さを変えて形成されていることを特徴とするヒートシンク。 - 前記隣接したフィン同士が中間部を含み多階層に亘って熱的に連結されていることを特徴とする請求項1に記載のヒートシンク。
- 基材と、前記基材に連結された複数のフィンとを備え、複数のフィンのうち隣接したフィン同士が少なくとも中間部で熱的に連結され、
前記フィンが階段形状であり、当該フィンの基部が前記基材の溝に嵌合されていることを特徴とするヒートシンク。 - 基材と、前記基材に連結された複数のフィンとを備え、複数のフィンのうち隣接したフィン同士が少なくとも中間部で熱的に連結され、
前記フィンが渦巻き状であり、前記基材に重ねて配置されていることを特徴とするヒートシンク。 - 熱交換器を収容した熱交換室と、圧縮機を収容した機械室とに、筐体の内部が区分されており、前記機械室に電装箱が配置され、前記電装箱に配置された基板のヒートシンクが前記熱交換室に露出する空気調和装置において、
前記ヒートシンクが、基材と、前記基材に連結された複数のフィンとを備え、複数のフィンのうち隣接したフィン同士が少なくとも中間部で熱的に連結され、
前記フィンが波形状であり、当該フィンの基部が前記基材の溝に嵌合され、
前記フィンが同一の形状であり、前記基材の溝が交互に深さを変えて形成されていることを特徴とする空気調和装置。 - 熱交換器を収容した熱交換室と、圧縮機を収容した機械室とに、筐体の内部が区分されており、前記機械室に電装箱が配置され、前記電装箱に配置された基板のヒートシンクが前記熱交換室に露出する空気調和装置において、
前記ヒートシンクが、基材と、前記基材に連結された複数のフィンとを備え、複数のフィンのうち隣接したフィン同士が少なくとも中間部で熱的に連結され、
前記フィンが階段形状であり、当該フィンの基部が前記基材の溝に嵌合されていることを特徴とする空気調和装置。 - 熱交換器を収容した熱交換室と、圧縮機を収容した機械室とに、筐体の内部が区分されており、前記機械室に電装箱が配置され、前記電装箱に配置された基板のヒートシンクが前記熱交換室に露出する空気調和装置において、
前記ヒートシンクが、基材と、前記基材に連結された複数のフィンとを備え、複数のフィンのうち隣接したフィン同士が少なくとも中間部で熱的に連結され、
前記フィンが渦巻き状であり、前記基材に重ねて配置されていることを特徴とする空気調和装置。
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