JP2010065873A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高性能化、小型化、電子機器内におけるレイアウトの自由化を図れるようにした熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger capable of achieving high performance, downsizing, and freedom of layout in an electronic device.
近年、パソコンや映像機器などの電子機器は、高性能化が進むに伴って、発熱が問題となってきている。 In recent years, heat generation has become a problem in electronic devices such as personal computers and video devices as performance increases.
このため、ファンや液冷等、種々の熱交換器を用いた冷却が行われている。 For this reason, cooling using various heat exchangers, such as a fan and liquid cooling, is performed.
従来のプレートフィンタイプやコルゲートフィンタイプの熱交換器では、内部に液体が流れるチューブが、風の流れる方向と直交する向きに配置され、さらに空気との接触面積を増大させるために、その表面に、例えば、特許文献1に記載されているようなフィンが形成されていた。
In conventional plate fin type and corrugated fin type heat exchangers, the tube in which the liquid flows is arranged in a direction perpendicular to the direction of the wind flow, and in order to increase the contact area with the air, For example, the fin as described in
図6は特許文献1に記載された従来の熱交換器を示しており、図6(a)は全体正面図、図6(b)はコア部の部分拡大斜視図である。
6 shows a conventional heat exchanger described in
図6において、厚さ方向に所定の間隔を隔てて平行状に配置された複数本の扁平チューブ101の相互間に、コルゲートフィン102が配置され、扁平チューブ101の両端に配置された中空ヘッダー103、104のチューブ挿入孔に、扁平チューブ101の端部を挿入し、ろう付けにより液密状態に接合されている。
In FIG. 6,
上部ヘッダー103には冷媒入口管105、下部ヘッダー104には冷媒出口管106がそれぞれ設けられている。
The upper header 103 is provided with a refrigerant inlet pipe 105, and the
上記構成において、上部ヘッダー103の冷媒入口管105から流入した冷媒は、上部ヘッダー103に流入したのち、各扁平チューブ101を流下して下部ヘッダー104に至り、冷媒出口管106から熱交換器外へと流出する。そして各扁平チューブ101を流通する間に、扁平チューブ101間に形成されたコルゲートフィン102を含む空気流通間隙を流通する空気と熱交換を行う。
In the above configuration, the refrigerant flowing from the refrigerant inlet pipe 105 of the upper header 103 flows into the upper header 103, then flows down the
矢印は風の流れる方向を示すもので、風がスムーズに流れるように、所定幅の金属板が波状に折り曲げられたコルゲートフィン102の板の表面に沿った方向となっている。
しかしながら、上記従来の構成では、風の流れる方向と扁平チューブ101の長手方向とが直交しているため、扁平チューブ101と空気との接触時間が短く、効率よく熱交換が行われない。そこで、熱交換を効率良くするために、中空ヘッダー103、104を使って、複数本の扁平チューブ101に液を分岐し、さらに扁平チューブ101の間にコルゲートフィン102を配置する構造となっている。
However, in the above-described conventional configuration, since the wind flow direction and the longitudinal direction of the
この構造のため、熱交換器の風の流れる方向からの投影面積は大きくなる、また、可能な限り温まっていない空気を熱交換器に導きたいために、熱交換器を取り付けられるセットの吸気口近傍におく必要があるなど、セットのレイアウトに非常に制約を与えていた。 This structure increases the projected area of the heat exchanger from the direction of the wind flow, and the inlet of the set to which the heat exchanger can be installed in order to guide the air that is not warm as much as possible to the heat exchanger. The layout of the set was very restricted, such as having to be close.
さらに、扁平チューブ101と中空ヘッダー103とのろう付け、熱伝導をよくするために扁平チューブ101とコルゲートフィン102とのろう付けが必要であり、ろう付け箇所が多くコスト的に非常に高いものであった。また、扁平チューブ101と中空ヘッダー103とのろう付け箇所から液漏れする恐れも高かった。
Furthermore, brazing between the
本発明は、上記課題を解決するもので、風の流れる方向からの投影面積を小さくし、配置レイアウトの自由度を上げ、さらに、送液チューブの本数を少なくして、液漏れの恐れを削減し、また、低コスト化の可能な熱交換器を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, reduces the projected area from the direction of the wind flow, increases the degree of freedom of layout, and further reduces the number of liquid feeding tubes to reduce the risk of liquid leakage. And it aims at providing the heat exchanger in which cost reduction is possible.
上記従来の課題を解決するために本発明の熱交換器は、風を送るファンと、前記ファンからの風を導く送風ダクトと、前記送風ダクト内の風の流れる方向と平行に配置され、かつ、一部が扁平に加工された金属製送液チューブと、前記金属製送液チューブの扁平加工された部分に接する平面部を有し、かつ、表面が前記風の流れる方向と平行になる複数の面を有する金属板とからなり、送風ダクトにて金属製送液チューブ及び金属板を挟み込み、金属製送液チューブ及び金属板に風を送るようにしたものである。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, the heat exchanger of the present invention is arranged in parallel with a fan for sending wind, a blower duct for guiding wind from the fan, and a flow direction of the wind in the blower duct, and A plurality of flat metal parts that are processed into a flat shape, and a flat part that is in contact with the flat part of the metallic liquid supply tube, and the surface is parallel to the flow direction of the wind. The metal liquid supply tube and the metal plate are sandwiched by the air duct, and the air is sent to the metal liquid supply tube and the metal plate.
また、前記金属製送液チューブは、複数の箇所で扁平加工が施され、それぞれの箇所に前記金属板が配置され、前記金属製送液チューブの扁平加工されていない部分で任意の方向に折り曲げられており、内面に凸部を有している。 Further, the metal liquid supply tube is flattened at a plurality of locations, the metal plate is disposed at each location, and the metal liquid supply tube is bent in an arbitrary direction at a portion where the metal liquid supply tube is not flattened. It has a convex part on the inner surface.
これによって、風の流れる方向からの投影面積を小さくし、配置レイアウトの自由度を上げ、さらに、送液チューブの本数を少なくすることができる。 Thereby, the projected area from the direction in which the wind flows can be reduced, the degree of freedom of the layout can be increased, and the number of liquid feeding tubes can be reduced.
以上のように、本発明の熱交換器によれば、レイアウトの自由度が飛躍的に上がり、セットの小型化が可能である。 As described above, according to the heat exchanger of the present invention, the degree of freedom in layout is dramatically increased, and the set can be reduced in size.
さらに、ダクト構造により、熱交換器を通った風を使って他の部品を冷却することが可能である。さらに、送液チューブは少ない本数で構成することが可能であるので、液漏れの恐れが非常に少なくなる。 In addition, the duct structure allows other parts to be cooled using the wind through the heat exchanger. Furthermore, since the liquid feeding tube can be configured with a small number, the risk of liquid leakage is greatly reduced.
さらに、ろう付けの箇所が少ないか、もしくはろう付け無しで構成できるので、コスト的にも非常に安く構成することができる。 Furthermore, since there are few places of brazing or it can comprise without brazing, it can comprise very cheaply also in terms of cost.
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における熱交換器の斜視図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view of a heat exchanger according to
材料がアルミまたは銅よりなる金属製送液チューブ1が、ファン2及び送風ダクト3a、3bにより流れる風の方向(矢印方向)と、熱交換部分が平行になるように配置されている。金属製送液チューブ1は前方でU字型に曲げられて折り返されている。
A metal
金属製送液チューブ1の熱交換部分には扁平加工部1aが形成されている。そして、扁平加工部1aに接する平面部5aを有し、かつ、表面が風の流れと平行になるように繰り返し折り曲げられた金属板5が、金属製送液チューブ1の扁平加工部1aに接するようにろう付けにより取り付けられ、金属製送液チューブ1及び繰り返し折り曲げられた金属板5が、送風ダクト3a及び3bにより覆われている。
A flat processing portion 1 a is formed in the heat exchange portion of the
送風ダクト3a及び3bは図示しないネジによって密着して風洞を形成している。 The air ducts 3a and 3b are in close contact with screws (not shown) to form a wind tunnel.
以上のように構成された本実施の形態の熱交換器における熱交換作用について説明する。 The heat exchange action in the heat exchanger of the present embodiment configured as described above will be described.
発熱部(図示せず)で奪った熱は金属製送液チューブ1内の液体循環により運ばれ、その熱を金属製送液チューブ1の扁平加工部1aに取り付けられた金属板5に伝達される。
The heat deprived by the heat generating part (not shown) is carried by the liquid circulation in the metal
一方、ファン2によって、送風ダクト3a及び3bから形成された風洞内に空気が送風される。そして、風洞内の金属板5が冷却され、扁平加工部1aを経て金属製送液チューブ1内の液体と熱交換することで、液体が冷やされる。冷やされた液体は金属製送液チューブ1内を循環し、発熱部に再び戻り、発熱部の熱を奪う。
On the other hand, air is blown into the wind tunnel formed by the air ducts 3a and 3b by the
ここで、図2の金属製送液チューブ1の断面図に示すように金属製送液チューブ1は、円管の内部の上下に凸部1bが2箇所形成されており、扁平加工時に、円管が押しつぶされ、凸部1b同士がそれぞれの端面に当たり、安定した扁平加工が容易にできるようになっている。
Here, as shown in the cross-sectional view of the metal
また、金属製送液チューブ1の内部に凸部1bが形成されることにより、液体と金属製送液チューブ1との接触面積が増え、より、液体の熱を金属製送液チューブ1に伝達させることができる。このため、凸部1bはさらに多くても良い。
Further, the convex portion 1 b is formed inside the metallic
また、金属製送液チューブ1を扁平加工することにより、繰り返し折り曲げられた金属板5の平面部5aとの接触面積が増え、金属製送液チューブ1から金属板5に、より、熱を伝えることができる。
Further, by flattening the metal
金属製送液チューブ1は、扁平加工されていない部分で曲げることにより、送風ダクト3a及び3bの幅を変えることにより、送風ダクト3a及び3b内部で、複数回通すことが可能であり、熱交換効率を上げることができる。曲げる回数は、セット内のスペースとの兼ね合いで適宜設定すればよい。
The metal
また、扁平加工されていない部分で曲げずに、ゴム配管等で接続してもよい。こうすれば曲げ加工が不要になり、直線状の円管とすることができ、熱交換器のコストを下げることができる。 Moreover, you may connect by rubber piping etc., without bending in the part which is not flattened. In this way, bending work is not required, a straight circular pipe can be obtained, and the cost of the heat exchanger can be reduced.
また、繰り返し折り曲げられた金属板5は、図3の部分断面斜視図に示すような切り起こし部5bが形成されてもよい。切り起こし部5bにより、送風ダクト3内の風の流れに乱れが発生し、熱交換能力を向上させることができる。
Further, the
図4は、本実施の形態の熱交換器の他の例を示す斜視図である。図4において、図1と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。 FIG. 4 is a perspective view showing another example of the heat exchanger of the present embodiment. 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
この例では、金属製送液チューブ1の複数の箇所で扁平加工が施され、扁平加工されていない部分で任意の方向に折り曲げられている。
In this example, flat processing is performed at a plurality of locations of the metal
その扁平加工を施された部分に、それぞれ、繰り返し折り曲げられた金属板5が取り付けられ、送風ダクト3a、3bにより覆われている。
Repetitively
なお、本実施の形態では、金属製送液チューブ1の扁平加工部1aと金属板5をろう付けするようにしたが、送風ダクト3a、3bにより覆う際に、金属製送液チューブ1の扁平加工部1aを金属板5で挟み、さらに金属板5を扁平加工部1aに押し付けるようにネジで送風ダクト3a、3b同士を締結するようにすれば、ろう付けなどの必要はなくなり、したがって、ろう付け箇所の液漏れの問題も発生せず、さらに部品の交換も容易である。
In the present embodiment, the flattened portion 1a of the metal
また、金属製送液チューブ1の内部に凸部1bが形成されていることにより、金属板5を送風ダクト3a、3bで押し付けても、金属製送液チューブのつぶれを防止でき、液が流れなくなることはない。
Moreover, since the convex part 1b is formed in the inside of the metal
このように、本実施の形態によれば、金属製送液チューブ1が、ファン2及び送風ダクト3a、3bにより流れる風の方向と、熱交換部分が平行になるように配置されるため、風の流れる方向からの投影面積を小さくすることができ、セット内で、まとまった空間を要することなく、熱交換能力を上げることができる。
As described above, according to the present embodiment, the metal
また、送風ダクト3により導かれた風を他の発熱部(図示せず)に導き、その部品も冷却することが可能となる。
Further, the wind guided by the
(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2における熱交換器の断面図である。図5において、実施の形態1の図1と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a cross-sectional view of the heat exchanger according to
本実施の形態では、実施の形態1における繰り返し折り曲げられた金属板5に代えて、図5に示すような金属ベース部6aにフィン6bが形成されたヒートシンク6としている。
In the present embodiment, instead of the
そして、上下のヒートシンク6で金属製送液チューブ1の扁平加工部1aを挟み、ネジ7でヒートシンク6同士を締結する。
And the flat processed part 1a of the metal
また、実施の形態1と同様に、金属製送液チューブ1の内部に凸部を形成すれば、上下のヒートシンク6をネジ7で締結しても、金属製送液チューブのつぶれを防止でき、液が流れなくなることはない。
Similarly to the first embodiment, if a convex portion is formed inside the metallic
図示していないが、さらに送風ダクト3a、3bにより覆われ、送風ダクト3により導かれた風によって冷却される。
Although not shown, the air is further covered with the air ducts 3 a and 3 b and cooled by the wind guided by the
本実施の形態のように、金属製送液チューブ1の扁平加工部1aを挟み、ネジ7でヒートシンク6同士を締結するようにすれば、ろう付けなどの必要はなくなり、したがって、ろう付け箇所の液漏れの問題も発生せず、さらに部品の交換も容易である。
If the flat processed portion 1a of the metal
この場合、金属製送液チューブ1とヒートシンク6との間には、グリース等の熱伝導材が塗布されているのが望ましい。
In this case, it is desirable that a heat conductive material such as grease is applied between the metal
このようにすることで、本実施の形態においても、送風ダクト3a、3bにより流れる風の方向と、金属製送液チューブ1の熱交換部分が平行になるように配置されるため、風の流れる方向からの投影面積を小さくすることができ、セット内で、まとまった空間を要することなく、熱交換能力を上げることができる。
By doing in this way, also in this Embodiment, since the direction of the wind which flows by the ventilation ducts 3a and 3b and the heat exchange part of the metal
また、送風ダクト3により導かれた風を他の発熱部(図示せず)に導き、その部品も冷却することが可能となる。
Further, the wind guided by the
本発明にかかる扁平加工部を持つ金属製送液チューブと繰り返し折り曲げられた金属板による熱交換器は、風の流れる方向からの投影面積を小さくすることができるため、セットのレイアウトに制約を与えずに性能を上げることができ、セットの小型化が可能となる。 The heat exchanger of the present invention, which is made of a metal feed tube having a flattened portion and a metal plate that is repeatedly bent, can reduce the projected area from the direction of the wind flow, thus limiting the set layout. Performance can be improved without reducing the size of the set.
また、少ない本数の送液チューブで構成することができ、液漏れの恐れが減り、信頼性を高め、低コストで構成することができるので、液体循環方式の冷却装置の熱交換器の用途に有用である。 In addition, since it can be configured with a small number of liquid supply tubes, the risk of liquid leakage is reduced, reliability can be increased, and it can be configured at low cost, so it can be used as a heat exchanger for liquid circulation cooling devices Useful.
1 金属製送液チューブ
1a 扁平加工部
1b 凸部
2 ファン
3a、3b 送風ダクト
5 金属板
5a 平面部
5b 切り起こし部
6 ヒートシンク
6a 金属ベース部
6b フィン
7 ネジ
DESCRIPTION OF
Claims (11)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008230773A JP2010065873A (en) | 2008-09-09 | 2008-09-09 | Heat exchanger |
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CN103437964A (en) * | 2013-08-28 | 2013-12-11 | 北京环都人工环境科技有限公司 | Heat exchanger for cooling cabin of wind generating set |
CN108760217A (en) * | 2018-04-28 | 2018-11-06 | 北京航天长征飞行器研究所 | A kind of wind tunnel operation control system based on distributed structure/architecture |
CN109631454A (en) * | 2017-10-06 | 2019-04-16 | 东芝生活电器株式会社 | Refrigerator |
US11656011B2 (en) * | 2019-01-22 | 2023-05-23 | Hitachi Energy Switzerland Ag | Condenser |
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