JPS59229188A - 中空金属管式熱交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 フィン群を装治した熱交換部を翁し、該熱父侠部はｊ賊
洞内に配置されてあり、風洞内を貝流する熱媒気体の気
流に依り黙媒流体と熱媒気体との間で熱交換を行なわし
める甲免煉ＸＢ菅式熱交換装置の改壱に関するものであ
る。

父本発明は従来比軟的制限された純１」で応用されてい
たコロナ放′一の除元生するイオン風の応用範囲を該犬
せしめ新分野に発展させんとするものでもある。

第１図は従来の中空釡属管式熱父侠荻直の一例の温ノ虱
発生装置の略図である。１は中空金属管でその中は熱媒
流体が亘σＩＬシでいる。５は平板フィン群で中空公属
・ｄ表面放熱部の伝熱面イｙｔを数訂倍に拡大せしめて
いる。α中空金属・ばの放熱部及び平板フィン群は何れ
も風洞９の中に配醸さｉＬで、ノ虱洞内を貝流通埒する
を気ｂ１ｔ．中に熱媒液の熱を放熱して温風とし，て吹
出口から放出する構造になっている。風洞中を貝流する
気θＩＣは風洞９の図示右端に設けられたフィン２によ
り発生される。

このような４４４造の温風発生装置はフィン２を用いて
・気流を発生させＣいるので、騒音が犬きくなる欠点を
持っている。

本発明は上記の欠点を除去するために、イオン発生用′
【二極と、平板フィンの一部をイオン吸引用′−極に用
い、両名をｊ虱洞内に収爬」させてイオンＪ虱を発生さ
せ騒音を極めて小さくした中空金属管式熱父換装りを提
供することを目的とする。

以下図面を用いて本発明の一実施例を説明するに当り、
第１図に示した中空金属管をヒートパイプとし、又熱媒
流体をヒートパイプの作動液とし、これにイオン吸引用
’Ｉｔ　’ｆα板を兼ねた平板フィン群及びイオン発生
用′磁極群を組み合わせることに依り安全性の確保と熱
交換機能の向上と、装置のコンパクト化をｄ−「かるも
のである。ヒートパイプは秀れた熱移送性能と良好な熱
応答特性を有するだけでなく、作動液は閉じた系として
占ンテナＩ）」を循環をするのみであるから装置の他の
部分と完全に延気的に絶縁して使用することが出来る。

以下第２図及び第３図により本発明の一実施例を述べる
。第２図及び第３図ともイ栽器融体内の熱を吸収し筐体
外に放熱せしめる熱交換様に対する比、用芙施例で、第
２図は熱媒気流としてはイオン）虱のみをオム用し、第
３図はイオンノ虱と自然対流のイ目米効果を利用してい
る。なお、イオン風はイオ／発生用′ＴｈＬ極とイオン
吸引用電極との間に印加される尚電圧によるコロナ放電
で発生したものである。浩号は倒れも共通番号で示しで
ある。２１はヒートパイプ３１　、３２の放熱部、２２
はヒートパイプ３１゜３２の熱吸収部である。前述の如
くヒートパイプ３１゜３２は閉じた系であるから取付は
板１４に依り機器筐体１６に収り付けられると共に絶縁
板１５に依り筐体とは完全にＩＪｆ、気的に絶縁されて
あり、コンテナは従来の中空金属′けと異なって装置の
他の部分とは全く独立している。更にヒートパイプ独特
の高い熱移送能力に依るコンパクト化及び伺等の動力を
必要としない点からの高い信頌性と静粛な作動等も％徴
となっている。

３．４．５　、６は平板フイ／イトトである。平板状フ
ィン群はイオン発生用電極群７，８に対応するイオン吸
引用電極板として念用出う：（る様構成されてありイオ
ン発生用型、弯群７，８との関係位訛としてはや＼７，
８の風下側に、且つ吸引される熱媒Ａ体のイオンが斜め
に平板フィン平面に引かれる位置が望捷しい。−極間に
印加された′覗・水量に発生するコロナ放電に依り電極
７，８でイオン化された熱媒気体は電極板３，４に吸引
される時にイオン化されていない熱媒気体にも衝突して
これをも共に移動させ乍ら電極板に衝突し、平板フィン
群で整流されてイオン風として平板フィンさ熱交換しな
がら風洞９の吹出口から噴出する。平板フィン群中の一
部のフィン群５，６の一部分はイオン吸引用電極板と凝
気的に絶縁されてあって且つイオン吸引用電極と極性の
反する高山；圧が印加されて；ｊｉ助′ｌ！！！極とし
て榊成されてあり、イオン発生′電極からコロナ放電に
依りイオン吸引用電極板に吸引されるイオンと同時に到
達する′？ｊ７．子將に依り２次的に発生する極性の反
するイオンを吸引しイオン風の流量流速を増加せしめる
。？＋ｅって該補助電極５，６は電極板３，４より風下
側に配（４される。該補助電極５，６は本発明の必須条
件とはならない。

なお熱交換装置の放熱部のイオン１重し発生装置が別４
．“４造の場合にばイオン風に対する流体抵抗を減少せ
しめる為イオン；吸引寅祢は円柱状に形成してもよいが
、然し本発明に係る構造の如く直接フィン間隙に発生す
るイオン風に比較すると流体抵抗に依る損失増加は免れ
られない。第２図、第３図に於いて９，１０は風洞で電
極とは′「ｄ気的に絶縁されてあり、イオン元生゛亀；
１ｉｆｉ　７　、８、イオン吸引電画板群を兼ねた平板
フィン群３，４、ヒートパイプ３１　、３２は何れもこ
の中に裟渚されである。この中で発生したイオンＪ虱は
ｊ風洞に蓚って損失１−ることなく熱媒気体の吸込み口
から吸出し口に向って噴出しながら熱交換を行なう。

１６は機器筐体で、その中には各種機器部品１１゜１２
が格納されて発熱体となっている。本発明に係る中空金
属管式慈父換器であるヒートパイプ応用熱交換伝の熱吸
収部は筐体１６の内部に装着されである。筐体内の熱９
０．換磯で発生するイオン風は筐体内を循環しながら筐
体内機器部品から発生する熱量を熱交換器内に運搬し、
ヒートパイプ３１　、３２に依り笛体外の放熱部２１を
介して放熱冷却する。

ヒートパイプ応用の熱吸収部２２は小型コンパクトであ
り、機イ絨旧作動部分が無いので信頼性が高い利点があ
る。竹に従来の筐体冷却装置はファンの発生音が１冠体
内に反響し比較的に隙石が激しいのが通例であるが本実
施例のイオン風は全く無音に近い状態となる。又イオン
風は塵埃をイオン吸引極板上に吸嘴する作用があるので
、通常の機器筐体内冷却器がファンに依って塵埃をも循
環せしめる可能性が大きいので、筐体組立て時に注意を
必要とするのに対して筐体内を常に清浄に保つことが出
来るのは大きな利点である。

イオンノ虱は３〜４ｍ／秒の１虱速が最Ｉ妬であり筐体
内ｊ風速を更に強くてる必要がある場合は熱交換器の効
率を向上せしめて風速３〜４ｍ／秒でも充分な熱吸収を
行なわせる必要がある。この様な場合は筐体を完全気密
に密閉して構成した上で熱媒気体としてヘリウムガス又
はヘリウムガスを主体とした混合ガスを筐体内に封入す
ることで目的を達することが出来る。

ヘリウムガスは空気に対し６倍近くの熱伝導率を有する
ので充分な風速での熱交換を行なう場合と同等以上の熱
交換効率を元揮させることが出来る。ヘリウムガスの封
入は筐体自身の放熱をも増加させ熱交１拠装置の負担を
軽減させる効果がある。

又不活性ガスであるから筐体内機器部品やヒートパイプ
、平板フィン群等に対し防錆効果もあり機器の信頼性を
向上せしめる。

第２図及び＠３図実施例の熱交換装置ｄにおいてはヒー
トパイプ３１　、３２の熱吸収部２２と放熱部の双方に
本発明に係る熱交換装置の構造を適用しであるが、必ら
ずしも該実施例に限定さｌれるものではない。ヒートパ
イプ３１　、３２の放熱部２１のみに本発明を実施し、
熱吸収部２２は直接発熱体に接触せしめて冷却しても良
く、文通にヒートパイプ３１　、３２の熱吸収部２２の
みに本発明を実施し、放熱部２１では直接被加熱体を加
熱して実施しても艮い。但しそれ等の場合はヒートパイ
プ自身を絶嫌型ヒートパイプにするか、被冷却体や被加
熱体の電気絶縁に充分注意する必要がある。

第３図の実施例に於いてはヒートパイプ３１　、３２は
はソ水平に平板フィン群のフィン平面及び風洞はは！１
″垂直ｌこ波層してイ黄成されであるのが特徴となって
いる。この様に構成するＪ２づ合、熱交換装置の放熱部
においては風洞内及び平板フィン群のフィン間隙の熱媒
気体が加熱されることに依り風洞内及びフィン間隙に煙
突効果が生じ上昇気流に依り自然対流が生ずる。この状
態でイオン風を生せしめることに依りそれ等の相乗効果
に依りイオン風は増量増速されるに至る。又筺体内にお
いて循環する熱媒気体はり器部品に依りカロ熱され上昇
気流に依り加速され乍ら燕父侠装置の熱吸収部の風洞及
びフィン間隙に侵入する。この時点でイオン風を生せし
める場合は相乗効果に依りイオン風のみの場合より大巾
に増速されて風洞内を通過する。

又放熱部、熱吸収部の何れにおいてもイオン風発生時に
熱媒気体の一部がコロナ放市に依り温度上昇するがこれ
も自然対流を助は熱媒気体の貝流を助けることになる。

以上に詳述した如く、本発明に係る中空金）萬管式熱交
渓装置はヒートパイプの優秀な熱移送特性、静粛性、１
％信頼性とイオン風の静粛性を極めてコンパクトに組合
わせて得られる１言頒性、需い熱交換装置であって、特
にヒートパイプの熱交換平板フィン群をそのま＼イオン
風発生′岨惨として使用する独特の構造は静粛性やコン
パクトな構造を４是供するだけでなくイオンｊ虱の熱交
換エネルギーを損　　　　・失なく活用することが可能
となり極めて高い熱交換効率を得ることを回目ヒにする
ものである。

【図面の簡単な説明】

箱１図は従来の温風発生装置を示す概略構成図、第２図
及び第３図は本発明の一実施例を示す概略構成図である
。 ３．４，５．６・・半板状フィン群（イオン吸引用亀直
板）、７．８　　・イオン発生用電極群、９゜１０・・
・風洞、２１・・・放熱部、２２・・・熱吸収部、３１
　、３２・・・ヒートパイプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）熱媒流体が貫流する中空金属管の熱交換部に平板フ
   ィン群が鉄箔されて２つ、７核平板フィン群部はｊ風洞
   内に１・肥１なされてあり、風洞内を貫流する熱媒気湊
   と中窒金柄管内を貫流する熱媒流体との同で熱交換を行
   なわしめる中空金属管式熱交換装置であって、中空金属
   管と熱媒流体はヒートパイプとその作動液に依り構成さ
   れてあり、且つ風洞の熱媒気体吸込み口には平板フィン
   群の端縁と所定の距離を隔てて、イオン発生用電極群が
   設けられてあり、又平板フィン群中のＰ）Ｔ定のフィン
   群はイオン発生用電極群とは極性の相反するイオン吸引
   用電極板を兼ねたフィンとして構成されてあり、両電極
   間に高電圧を印加した場合に起るコロナ放電に依り発生
   する熱媒気体のイオン風に依り風洞内を吸込口側から吹
   °き出し口側に向って熱媒気体を連ワヒ的に貫流せしめ
   る様構成されてあり、これに依りヒートパイプ内を環流
   する作動液と熱媒気体との間で熱交換を行なわしめる＃
   ｉ造になっていることを特徴とする中空金属′Ｕ式熱交
   換装置。 （２）特許請求の馳凹第１虫に記載の中空金属管式熱交
   換装置において、平板フィン群の一部がイオン吸引用′
   岨極板とは電気的に絶縁されてあり且つ各イオン吸引用
   電極板に対応してイオン風のや＼風下側に配置されてあ
   り、イオン吸引用電・甑板と極性の相反する電圧が印加
   される様になっており、イオン吸引用′岨極板上で２次
   的に発生するイオンを吸引して、全体的にイオン風量を
   増加せしめる為の１奄・匝板として構成されであること
   を特徴とする中空金属管式熱交換装置。 （３）特許請求の範囲第１項に記載の中空金属管式熱交
   換装置において、ｊ風洞及びヒートツクイブの平板フィ
   ン群装着部及び各′−極は督閉された様器筐体内に挿入
   装着きれて、凝体内熱エネルギーを洗体外に排熱する為
   の吸熱装置として構成されである中空金属管式熱交換装
   置。 （４）特許請求の範囲第１項に記載の中空金属管式熱交
   換装置において、風、１【」及びヒートパイプの平板フ
   ィン群該盾部及び谷−極は気密に密閉された機器一体内
   に１＋ｉｉ人装庸されてあり、且つ熱交侯用の熱媒気体
   として該冨閉筺体内にヘリウムガス又はヘリウムガスを
   主体とした混住気体が充満刺入されである構造の中空金
   属管式熱交換装置。 （５）特許請求の範囲第１項に記載の中空金属管式熱交
   換装置であって、ヒートパイプの熱吸収部及び放熱部の
   画部分において、七〇熱吸収部は密閉された機器置体の
   内部に挿入装渚され、放熱部は筐体の外部に島田して装
   着されてあり、熱吸収部と放熱部の中間部分に於いて該
   熱交換装置と機器筐体とは相互に智に装着されてあり且
   つ該装着部において熱交換装置と機器筐体とは′電気的
   に絶縁されて構成されであることを特徴とする中空金属
   ・Ｕ式熱父侠装置。 （６）　　ｔ＃許請求の範囲第１項に記載の中空金属管
   式熱交換装置において、ヒートパイプははソ水平に保持
   され、平板フィン群のフィン平面及び風洞の向きははソ
   垂直になる様保持されて装着されてあり、フィン間隙と
   風洞の煙突効果に依り熱媒気体に自然対流に依る上昇気
   流を発生せしめると共にコロナ放′亀に依るイオン風に
   拭り上記上昇気流の風量風速を増力口せしめ熱交埃効率
   を同上せしめる様に構成されである中空金属管式熱父換
   装は。