JPH06323773A - 熱伝達装置 - Google Patents
熱伝達装置Info
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- JPH06323773A JPH06323773A JP5348440A JP34844093A JPH06323773A JP H06323773 A JPH06323773 A JP H06323773A JP 5348440 A JP5348440 A JP 5348440A JP 34844093 A JP34844093 A JP 34844093A JP H06323773 A JPH06323773 A JP H06323773A
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- transfer device
- heat
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/124—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and being formed of pins
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】最高の熱伝達特性が得られるピンフィン付の熱
伝達装置を提供する。 【構成】ピンフィン群を備えた熱伝達装置において、ピ
ンフィンの太さｄ(m) と高さＨ(m) との関係が下式を満
たしている。 sinhξ／(3ξ) ＝１ ただし、ξ＝４Ｈ｛Ｃ・Ｕ1/2 ／（λ・ｄ3/2 ）｝1/2 ｄ＝（４Ａ）／Ｌ Ｃ：定数で1 〜5 、Ｕ：冷媒流速(m/s) λ：針状熱伝導体の熱伝導率 (W/(m・K)) Ａ：針状熱伝導体の断面積(m2 ) Ｌ：針状熱伝導体の断面周囲長さ(m)
伝達装置を提供する。 【構成】ピンフィン群を備えた熱伝達装置において、ピ
ンフィンの太さｄ(m) と高さＨ(m) との関係が下式を満
たしている。 sinhξ／(3ξ) ＝１ ただし、ξ＝４Ｈ｛Ｃ・Ｕ1/2 ／（λ・ｄ3/2 ）｝1/2 ｄ＝（４Ａ）／Ｌ Ｃ：定数で1 〜5 、Ｕ：冷媒流速(m/s) λ：針状熱伝導体の熱伝導率 (W/(m・K)) Ａ：針状熱伝導体の断面積(m2 ) Ｌ：針状熱伝導体の断面周囲長さ(m)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品冷却用の放熱
器や空気調和機等の熱交換器として用いられる熱伝達装
置に関する。
器や空気調和機等の熱交換器として用いられる熱伝達装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、放熱器や熱交換器として
用いられる熱伝達装置には種々のタイプがある。それら
の中に、フィンとしての針状熱伝導体（以後、ピンフィ
ンと略称する。）を複数備えた熱伝達装置がある。この
ピンフィン付の熱伝達装置は、通常、矩形配列や千鳥配
列などに配列された、太さ2 〜3 (mm)、高さ10〜20(mm)
のピンフィンを所定数備えている。このタイプの熱伝達
装置は、各ピンフィンにおいて前縁効果を有効に発揮さ
せることができるので、熱伝達に供される表面積を一定
にして比較した場合、プレートフィン付の熱伝達装置に
比べて数倍の性能を得ることが可能である。
用いられる熱伝達装置には種々のタイプがある。それら
の中に、フィンとしての針状熱伝導体（以後、ピンフィ
ンと略称する。）を複数備えた熱伝達装置がある。この
ピンフィン付の熱伝達装置は、通常、矩形配列や千鳥配
列などに配列された、太さ2 〜3 (mm)、高さ10〜20(mm)
のピンフィンを所定数備えている。このタイプの熱伝達
装置は、各ピンフィンにおいて前縁効果を有効に発揮さ
せることができるので、熱伝達に供される表面積を一定
にして比較した場合、プレートフィン付の熱伝達装置に
比べて数倍の性能を得ることが可能である。
【０００３】ところで、ピンフィンでは、太さを細くす
るほど伝熱表面の熱伝達率を大きくできる。また、高さ
を高くするほど伝熱面積を大きくでき、放熱量を増やす
ことができる。しかし、放熱器として使用した場合を例
にとると、被放熱体で発生した熱がピンフィンへ熱伝導
で伝わった後にピンフィンの表面から熱伝達によって冷
媒へと伝わるので、ピンフィンの太さを細くする程、ま
た高さを高くする程熱抵抗が増加し、冷媒へ十分に熱を
伝えることができなくなる。すなわち、ピンフィンで
は、太さを細くするほど、あるいは高さを高くするほ
ど、フィン効率の低下を招くことになる。したがって、
ピンフィン付の熱伝達装置を設計する際には、上述した
ピンフィンの熱伝達率、伝熱面積およびフィン効率の兼
ね合いを考慮した最適なピンフィン太さおよび高さに設
定することが必要となる。このためには、ピンフィンに
おける伝熱表面の熱伝達率を知る必要がある。
るほど伝熱表面の熱伝達率を大きくできる。また、高さ
を高くするほど伝熱面積を大きくでき、放熱量を増やす
ことができる。しかし、放熱器として使用した場合を例
にとると、被放熱体で発生した熱がピンフィンへ熱伝導
で伝わった後にピンフィンの表面から熱伝達によって冷
媒へと伝わるので、ピンフィンの太さを細くする程、ま
た高さを高くする程熱抵抗が増加し、冷媒へ十分に熱を
伝えることができなくなる。すなわち、ピンフィンで
は、太さを細くするほど、あるいは高さを高くするほ
ど、フィン効率の低下を招くことになる。したがって、
ピンフィン付の熱伝達装置を設計する際には、上述した
ピンフィンの熱伝達率、伝熱面積およびフィン効率の兼
ね合いを考慮した最適なピンフィン太さおよび高さに設
定することが必要となる。このためには、ピンフィンに
おける伝熱表面の熱伝達率を知る必要がある。
【０００４】しかしながら、ピンフィン群内における冷
媒の流動状況は複雑であり、加えてピンフィンの配列形
状や配列ピッチに依存して熱伝達率が大幅に変わるた
め、伝熱表面の熱伝達率を正確に把握することは困難で
ある。このため、従来のピンフィン付の熱伝達装置にあ
っては、最適設計が困難で、これが原因して高い熱伝達
特性を有する特徴を十分に発揮させることができないと
いう問題があった。
媒の流動状況は複雑であり、加えてピンフィンの配列形
状や配列ピッチに依存して熱伝達率が大幅に変わるた
め、伝熱表面の熱伝達率を正確に把握することは困難で
ある。このため、従来のピンフィン付の熱伝達装置にあ
っては、最適設計が困難で、これが原因して高い熱伝達
特性を有する特徴を十分に発揮させることができないと
いう問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来のピ
ンフィン付の熱伝達装置にあっては、熱伝達装置として
の特徴を十分に発揮させることができないという問題が
あった。
ンフィン付の熱伝達装置にあっては、熱伝達装置として
の特徴を十分に発揮させることができないという問題が
あった。
【０００６】そこで本発明は、上述した不具合を解消で
き、最高の熱伝達特性を発揮し得るピンフィン付の熱伝
達装置を提供することを目的としている。
き、最高の熱伝達特性を発揮し得るピンフィン付の熱伝
達装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ピンフィン群（針状熱伝導体群）の熱伝
達率特性を実験的に明らかにすることによってフィン効
率の見積りを可能にし、もってピンフィンの太さとその
高さとの間および熱伝達装置の全伝熱面積と熱伝達装置
の冷媒流入口の面積との間の最適な関係を見出したもの
である。
に、本発明は、ピンフィン群（針状熱伝導体群）の熱伝
達率特性を実験的に明らかにすることによってフィン効
率の見積りを可能にし、もってピンフィンの太さとその
高さとの間および熱伝達装置の全伝熱面積と熱伝達装置
の冷媒流入口の面積との間の最適な関係を見出したもの
である。
【０００８】すなわち、本発明は、ピンフィン群を備え
てなる熱伝達装置において、ピンフィンの太さｄ(m) と
高さＨ(m) との関係が下式を満していることを特徴とし
ている。
てなる熱伝達装置において、ピンフィンの太さｄ(m) と
高さＨ(m) との関係が下式を満していることを特徴とし
ている。
【０００９】 sinhξ／(3ξ) ＝1 …(1) ただし、ξ＝４Ｈ｛Ｃ・Ｕ1/2 ／（λ・ｄ3/2 ）｝1/2 ｄ＝（４Ａ）／Ｌ Ｃ：定数で1 〜5 、Ｕ：冷媒流速(m/s) λ：針状熱伝導体の熱伝導率 (W/(mK)) Ａ：針状熱伝導体の断面積(m2 ) Ｌ：針状熱伝導体の断面周囲長さ(m) また、熱伝達装置の全伝熱面積Ｓ(m2 ) と、この装置の
冷媒流入口の面積Ｓf(m2 ) との比Ｓ／Ｓf が、 Ｓ／Ｓf ＞２０ …(2) の関係を満していることを特徴としている。
冷媒流入口の面積Ｓf(m2 ) との比Ｓ／Ｓf が、 Ｓ／Ｓf ＞２０ …(2) の関係を満していることを特徴としている。
【００１０】
【作用】上記関係式にしたがってピンフィンの太さｄと
高さＨとが設定されているので、最高の熱伝達特性を発
揮させることが可能な熱伝達装置とすることができる。
高さＨとが設定されているので、最高の熱伝達特性を発
揮させることが可能な熱伝達装置とすることができる。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。
る。
【００１２】図１には本発明の一実施例に係る熱伝達装
置を放熱器として用い、電子部品で発生した熱を放熱さ
せている例が示されている。
置を放熱器として用い、電子部品で発生した熱を放熱さ
せている例が示されている。
【００１３】すなわち、図中１は回路基板を示してい
る。この回路基板１の上面には集積回路パッケージ２が
搭載されている。集積回路パッケージ２の上面には、そ
の付近を図中太矢印５で示すように流速Ｕ(m/s) で通流
する冷媒を内部に通流させ得る関係に放熱器６が接続さ
れている。
る。この回路基板１の上面には集積回路パッケージ２が
搭載されている。集積回路パッケージ２の上面には、そ
の付近を図中太矢印５で示すように流速Ｕ(m/s) で通流
する冷媒を内部に通流させ得る関係に放熱器６が接続さ
れている。
【００１４】放熱器６は、図２に示すように、銅やアル
ミニウム等からなる長方形の薄板に複数平行に設けられ
たスリット１１間に残存している部分をピンフィン１２
としたフィン要素１３と同じく銅やアルミニウム等から
なる薄板で枠状に形成されたスペーサ１４とを交互に積
層し、各要素の接触部分を半田等で接合した積層体構造
に形成されている。このように構成された放熱器６が積
層体内に冷媒を通流させ得るように配置され、この状態
で集積回路パッケージ２の上面に半田層等を介して固定
されている。
ミニウム等からなる長方形の薄板に複数平行に設けられ
たスリット１１間に残存している部分をピンフィン１２
としたフィン要素１３と同じく銅やアルミニウム等から
なる薄板で枠状に形成されたスペーサ１４とを交互に積
層し、各要素の接触部分を半田等で接合した積層体構造
に形成されている。このように構成された放熱器６が積
層体内に冷媒を通流させ得るように配置され、この状態
で集積回路パッケージ２の上面に半田層等を介して固定
されている。
【００１５】ここで、放熱器６の構造をさらに詳しく説
明する。すなわち、この放熱器６では、フィン要素１３
に形成されるスリット１１の間隔設定によってピンフィ
ン１２の断面形状が、図３に示すように正方形に形成さ
れている。そして、この放熱器６では、ピンフィン１２
の断面における一辺の長さ、つまりピンフィン１２の太
さをｄとし、ピンフィン１２の実効的な高さをＨとした
とき、太さｄと高さＨとの関係が前述した(1) 式を満た
し、放熱器６の全伝熱面積Ｓと冷媒流入口の面積Ｓf と
の比が(2) 式を満たすように設定されている。
明する。すなわち、この放熱器６では、フィン要素１３
に形成されるスリット１１の間隔設定によってピンフィ
ン１２の断面形状が、図３に示すように正方形に形成さ
れている。そして、この放熱器６では、ピンフィン１２
の断面における一辺の長さ、つまりピンフィン１２の太
さをｄとし、ピンフィン１２の実効的な高さをＨとした
とき、太さｄと高さＨとの関係が前述した(1) 式を満た
し、放熱器６の全伝熱面積Ｓと冷媒流入口の面積Ｓf と
の比が(2) 式を満たすように設定されている。
【００１６】このように構成されているので、放熱器６
は、ピンフィン付の熱伝達装置としてほぼ最高の熱伝達
特性を発揮する。
は、ピンフィン付の熱伝達装置としてほぼ最高の熱伝達
特性を発揮する。
【００１７】以下、この理由を説明する。
【００１８】表面熱伝達率ｈを無次元化したヌッセルト
数Ｎｕは、一般に流れのレイノルズ数Ｒｅの関数とな
る。ここでは下式のような形を仮定する。
数Ｎｕは、一般に流れのレイノルズ数Ｒｅの関数とな
る。ここでは下式のような形を仮定する。
【００１９】 Ｎｕ＝（ｈ・ｄ）／κ＝Ｃ′・Ｒｅn …(3) ここで、Ｃ＝（κ・Ｃ′）／νn …(4) 故に、 ｈ＝Ｃ・Ｕn ／ｄ1-n …(5) ただし、(3) ，(4) ，(5) 式において、ｄはピンフィン
の太さ(m) 、κは冷媒の熱伝導率（W/mK) 、νは冷媒の
動粘性係数(m2 /s) 、Ｕは冷媒流速(m/s) 、Ｃ′および
Ｃは定数である。ここで、ピンフィンの太さｄ(m) は、
各種断面形状に対応するもので、ピンフィンの断面積を
Ａ(m2 ) とし、ピンフィンの断面周囲長さをＬ(m) とし
たとき、ｄ＝（４Ａ）／Ｌで表される値である。
の太さ(m) 、κは冷媒の熱伝導率（W/mK) 、νは冷媒の
動粘性係数(m2 /s) 、Ｕは冷媒流速(m/s) 、Ｃ′および
Ｃは定数である。ここで、ピンフィンの太さｄ(m) は、
各種断面形状に対応するもので、ピンフィンの断面積を
Ａ(m2 ) とし、ピンフィンの断面周囲長さをＬ(m) とし
たとき、ｄ＝（４Ａ）／Ｌで表される値である。
【００２０】本発明者らは、各種の配列形状および配列
ピッチＰを持つピンフィン群について、フィン効率の影
響を受けずに伝熱表面の熱伝達率評価の行える試験を系
統的に行って上記(4) 式中のべき nおよび定数Ｃを求め
た。
ピッチＰを持つピンフィン群について、フィン効率の影
響を受けずに伝熱表面の熱伝達率評価の行える試験を系
統的に行って上記(4) 式中のべき nおよび定数Ｃを求め
た。
【００２１】その結果、 (a) べき nの値は、n ＝0.2 〜0.8 である (b) n の平均的な値として0.5 を採用した場合、ピンフ
ィンの実用的な配列形状・配列ピッチ（Ｐ／ｄ＝1.5 〜
20）において、定数Ｃの値はＣ＝ 1〜5 の範囲にある ことが判った。
ィンの実用的な配列形状・配列ピッチ（Ｐ／ｄ＝1.5 〜
20）において、定数Ｃの値はＣ＝ 1〜5 の範囲にある ことが判った。
【００２２】このような条件下において、フィン効率η
は次式のようになる。
は次式のようになる。
【００２３】 η＝tanhξ′／ξ′ …(6) ただし、ξ′＝２Ｈ｛Ｃ・Ｕ1/2 ／（λ・ｄ3/2 ）｝1/2 …(7) λ：ピンフィンの熱伝導率(W/( m・K)) 実際に放熱あるいは熱交換が行われる際に関わる実効的
な熱伝達率は、表面熱伝達率ｈ(W/( m2 K)) とフィン効
率ηとの積（η・ｈ）である。これをＹ軸にとり、Ｘ軸
にピンフィンの太さｄをとってプロットしたところ、図
４に示す結果が得られた。
な熱伝達率は、表面熱伝達率ｈ(W/( m2 K)) とフィン効
率ηとの積（η・ｈ）である。これをＹ軸にとり、Ｘ軸
にピンフィンの太さｄをとってプロットしたところ、図
４に示す結果が得られた。
【００２４】図４には、ピンフィンの実効的な高さＨ＝
10(mm)、冷媒流速Ｕ＝ 2(m/s) 、ピンフィンの熱伝導率
λ＝320 (W/(m ・K)) の条件を一定とし、定数ＣをＣ＝
1 ，Ｃ＝2.5 ，Ｃ＝5 に変えた場合の結果が示されてい
る。
10(mm)、冷媒流速Ｕ＝ 2(m/s) 、ピンフィンの熱伝導率
λ＝320 (W/(m ・K)) の条件を一定とし、定数ＣをＣ＝
1 ，Ｃ＝2.5 ，Ｃ＝5 に変えた場合の結果が示されてい
る。
【００２５】この図４から明らかなように、（η・ｈ）
の極大値は、Ｃ＝1 の場合にはｄ＝0.09(mm)の付近に、
Ｃ＝2.5 の場合にはｄ＝0.17(mm)の付近に、Ｃ＝5 の場
合にはｄ＝0.26(mm)の付近にあることが判る。したがっ
て、上記条件下において、最も高い熱伝達率が得られる
ピンフィンの太さｄは、ｄ＝0.09〜0.26(mm)の範囲であ
るといえる。
の極大値は、Ｃ＝1 の場合にはｄ＝0.09(mm)の付近に、
Ｃ＝2.5 の場合にはｄ＝0.17(mm)の付近に、Ｃ＝5 の場
合にはｄ＝0.26(mm)の付近にあることが判る。したがっ
て、上記条件下において、最も高い熱伝達率が得られる
ピンフィンの太さｄは、ｄ＝0.09〜0.26(mm)の範囲であ
るといえる。
【００２６】一方、各極大値では、（η・ｈ）のｄに関
する微分係数が０である。したがって、最も高い熱伝達
率が得られる条件を式で表現すると、 sinhξ／3 ξ＝1 ただし、ξ＝４Ｈ｛Ｃ・Ｕ1/2 ／（λ・ｄ3/2 ）｝1/2 となる。つまり、(1) 式で表すことができる。
する微分係数が０である。したがって、最も高い熱伝達
率が得られる条件を式で表現すると、 sinhξ／3 ξ＝1 ただし、ξ＝４Ｈ｛Ｃ・Ｕ1/2 ／（λ・ｄ3/2 ）｝1/2 となる。つまり、(1) 式で表すことができる。
【００２７】このように、本実施例に係る放熱器６で
は、ピンフィン１２の太さｄと高さＨとの関係を(1) 式
を満たす関係に設定しているので、最高の熱伝達特性を
発揮させることができる。
は、ピンフィン１２の太さｄと高さＨとの関係を(1) 式
を満たす関係に設定しているので、最高の熱伝達特性を
発揮させることができる。
【００２８】なお、ピンフィン群の場合、定数Ｃの値は
Ｃ＝1 〜5 であり、各種配列を持ったピンフィン群につ
いてもピンフィンの太さの最適値はＣを1 〜5 とした場
合に得られるｄの値の範囲内にある。したがって、実施
例に示した矩形配列以外の配列にも(1) 式を適用でき
る。
Ｃ＝1 〜5 であり、各種配列を持ったピンフィン群につ
いてもピンフィンの太さの最適値はＣを1 〜5 とした場
合に得られるｄの値の範囲内にある。したがって、実施
例に示した矩形配列以外の配列にも(1) 式を適用でき
る。
【００２９】一方、ピンフィン付きの熱伝達装置の交換
熱量Ｑ(W) を、熱伝達装置の冷媒流入口の面積Ｓ
f (m2 ) と、ピンフィンの根元温度Ｔw(K)と熱伝達装置
の冷媒流入口における冷媒温度Ｔin(K) との温度差（Ｔ
w −Ｔin）とで除して得られる冷媒流入口面積・冷媒流
入口温度差基準の熱伝達率ｈf (W/( m2 ・K)) は次式で
与えられる。
熱量Ｑ(W) を、熱伝達装置の冷媒流入口の面積Ｓ
f (m2 ) と、ピンフィンの根元温度Ｔw(K)と熱伝達装置
の冷媒流入口における冷媒温度Ｔin(K) との温度差（Ｔ
w −Ｔin）とで除して得られる冷媒流入口面積・冷媒流
入口温度差基準の熱伝達率ｈf (W/( m2 ・K)) は次式で
与えられる。
【００３０】 ｈf ＝ＵρＣp ｛１− exp（−ｈＳ／ＵρＣp Ｓf ）｝ …(8) (8) 式において、ρは冷媒密度(kg/m 3 ) 、Ｃp は冷媒
の比熱(J/(kg・K)) 、Ｓは熱伝達装置の全伝熱面積
(m2 ) である。
の比熱(J/(kg・K)) 、Ｓは熱伝達装置の全伝熱面積
(m2 ) である。
【００３１】(8) 式において、表面熱伝達率ｈを無限
大、全伝熱面積Ｓを無限大とすると、熱伝達率ｈf の理
論上の最大値が得られ、その値は、 ｈf (max) ＝ＵρＣp …(9) となる。
大、全伝熱面積Ｓを無限大とすると、熱伝達率ｈf の理
論上の最大値が得られ、その値は、 ｈf (max) ＝ＵρＣp …(9) となる。
【００３２】ここで、低冷媒流速、たとえばＵ＝１(m/
s) のような場合においても十分な交換熱量Ｑを得るこ
とのできる条件について考えてみる。
s) のような場合においても十分な交換熱量Ｑを得るこ
とのできる条件について考えてみる。
【００３３】冷媒速度Ｕ＝１(m/s) の場合に、ピンフィ
ンなどの高い性能を持つ伝熱面を用いて得られる最大表
面熱伝達率ｈの値は、ｄを現状の加工技術を勘案して、
0.1(mm) 程度とすると、前記(3) 〜(7) 式より、 200
（W/(m2 ・K)）程度と考えることができる。
ンなどの高い性能を持つ伝熱面を用いて得られる最大表
面熱伝達率ｈの値は、ｄを現状の加工技術を勘案して、
0.1(mm) 程度とすると、前記(3) 〜(7) 式より、 200
（W/(m2 ・K)）程度と考えることができる。
【００３４】この場合、(8) 式より、全伝熱面積Ｓ
(m2 ) と冷媒流入口面積Ｓf (m2 ) との比Ｓ／Ｓf と、
熱伝達率ｈf （W/(m2 ・K)）と熱伝達率ｈf (max) (W/
(m 2 ・K)）との比ｈf ／ｈf (max) との間には、図５
に示すような傾向がある。
(m2 ) と冷媒流入口面積Ｓf (m2 ) との比Ｓ／Ｓf と、
熱伝達率ｈf （W/(m2 ・K)）と熱伝達率ｈf (max) (W/
(m 2 ・K)）との比ｈf ／ｈf (max) との間には、図５
に示すような傾向がある。
【００３５】図５から判るように、熱伝達率ｈf （W/(m
2 ・K)）の値が、(9) 式に示す理論上の最大値ｈf (ma
x) （W/(m2 ・K)）の95% 以上になる値、つまり十分な
交換熱量を得るためには、少なくともＳ／Ｓf ＞20であ
ることが必要である。
2 ・K)）の値が、(9) 式に示す理論上の最大値ｈf (ma
x) （W/(m2 ・K)）の95% 以上になる値、つまり十分な
交換熱量を得るためには、少なくともＳ／Ｓf ＞20であ
ることが必要である。
【００３６】表面熱伝達率ｈの値が上記の場合より低い
場合において、十分な交換熱量を得るためには、より大
きいＳ／Ｓf 値を必要とすることは(8) 式からも判る。
場合において、十分な交換熱量を得るためには、より大
きいＳ／Ｓf 値を必要とすることは(8) 式からも判る。
【００３７】このように、(2) 式の条件を満たすことに
よって、熱伝達装置は低冷媒流速下においても十分な交
換熱量を得ることが可能となる。
よって、熱伝達装置は低冷媒流速下においても十分な交
換熱量を得ることが可能となる。
【００３８】図６には本発明で規定している要件を満た
し、かつ図１から図３に示すように構成されたピンフィ
ン付の放熱器６を空気調和機（エアコン等）の熱交換器
に利用した例が示されている。
し、かつ図１から図３に示すように構成されたピンフィ
ン付の放熱器６を空気調和機（エアコン等）の熱交換器
に利用した例が示されている。
【００３９】すなわち、図中１５は内部に冷媒が通流す
る配管を示している。ここで、放熱器６と配管１５とを
交互に配置し、両者の接触部を半田等で接合することに
より、両者を一体的に接合して空気調和機の熱交換器１
６が構成されている。本発明に係る熱伝達装置は、この
ような形態で使用することもできる。
る配管を示している。ここで、放熱器６と配管１５とを
交互に配置し、両者の接触部を半田等で接合することに
より、両者を一体的に接合して空気調和機の熱交換器１
６が構成されている。本発明に係る熱伝達装置は、この
ような形態で使用することもできる。
【００４０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、最高の
熱伝達特性を発揮させることが可能な熱伝達装置を提供
することができる。
熱伝達特性を発揮させることが可能な熱伝達装置を提供
することができる。
【図１】本発明の一実施例に係る熱伝達装置を示す概略
断面図
断面図
【図２】同熱伝達装置の構成例を示す局部的分解斜視図
【図３】図１におけるＸ−Ｘ線に添って切断し矢印方向
に見た図
に見た図
【図４】ピンフィンの実効的な熱伝達率と太さとの関係
を示す図
を示す図
【図５】熱伝達装置の全伝熱面積と冷媒流入口の面積と
の比と、冷媒流入口面積・冷媒流入口温度差基準の熱伝
達率との関係を示す図
の比と、冷媒流入口面積・冷媒流入口温度差基準の熱伝
達率との関係を示す図
【図６】本発明に係る熱伝達装置を熱交換器として使用
した例の概略斜視図
した例の概略斜視図
１…回路基板 ２…集積回路パッ
ケージ ６…放熱器 １１…スリット １２…ピンフィン（針状熱伝導体） １３…フィン要素 １４…スペーサ １５…配管 １６…熱交換器
ケージ ６…放熱器 １１…スリット １２…ピンフィン（針状熱伝導体） １３…フィン要素 １４…スペーサ １５…配管 １６…熱交換器
Claims (2)
- 【請求項１】フィンとしての針状熱伝導体を複数備えて
なる熱伝達装置において、前記針状熱伝導体の太さｄ
(m) と高さＨ(m) との関係が下式を満していることを特
徴とする熱伝達装置。 sinhξ／(3ξ) ＝１ ただし、ξ＝４Ｈ｛Ｃ・Ｕ1/2 ／（λ・ｄ3/2 ）｝1/2 ｄ＝（４Ａ）／Ｌ Ｃ：定数で1 〜5 、Ｕ：冷媒流速(m/s) λ：針状熱伝導体の熱伝導率 (W/(mK)) Ａ：針状熱伝導体の断面積(m2 ) Ｌ：針状熱伝導体の断面周囲長さ(m) - 【請求項２】前記熱伝達装置の全伝熱面積をＳ(m2 ) と
し、上記熱伝達装置の冷媒流入口の面積をＳf (m2 ) と
したとき、Ｓ／Ｓf ＞２０の関係を満していることを特
徴とする請求項１に記載の熱伝達装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5348440A JPH06323773A (ja) | 1993-03-15 | 1993-12-27 | 熱伝達装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-54373 | 1993-03-15 | ||
| JP5437393 | 1993-03-15 | ||
| JP5348440A JPH06323773A (ja) | 1993-03-15 | 1993-12-27 | 熱伝達装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06323773A true JPH06323773A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=26395130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5348440A Pending JPH06323773A (ja) | 1993-03-15 | 1993-12-27 | 熱伝達装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06323773A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100454527C (zh) * | 2005-01-11 | 2009-01-21 | 台达电子工业股份有限公司 | 散热装置及其制造方法 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5348440A patent/JPH06323773A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100454527C (zh) * | 2005-01-11 | 2009-01-21 | 台达电子工业股份有限公司 | 散热装置及其制造方法 |
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