JP2558807Y2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、たとえば電子機器、装
置等における筐体内温度を冷却するために用いて好適な
熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】多数の電子部品等を実装したプリント基
板群や電源等を筐体内に内蔵している各種の電子機器、
装置にあっては、通電による内部発熱量が大きく、筐体
内温度の上昇による電子部品等に対する熱影響を防止す
べく、何らかの冷却手段を付設することが必要とされ
る。

【０００３】このような冷却手段として、ファン等によ
り筐体内に外気を強制的に供給し、筐体内部を循環させ
て排出する強制空冷式のものを用いると、筐体内に塵埃
等の侵入して内部部品に影響を与えるため、フィルタを
用いることが不可欠である。しかし、フィルタは、濾過
性能の面で確実性に欠け、さらに目詰りによる保守、点
検作業が頻繁に必要で、さらに塵挨と共に問題である湿
気の筐体内への侵入に対しては全く無防備であった。

【０００４】このため、本出願人は、電子機器、装置に
おいて、筐体内空気と外気とを流通させる通路溝を交互
に形成し、これら通路溝間で熱交換を行なうことにより
筐体内を冷却する放熱用の熱交換器を、筐体の一部に付
設し、かつ各通路溝間を仕切ることで筐体内への塵埃、
湿気等の侵入を防止したものを、たとえば実開昭60-718
75号公報等によって従来既に提案している。

【０００５】この種従来の熱交換器は、長方形状を呈す
る複数枚の平板状プレート片として、その両端部側縁部
分を互いに相反する方向に、またその端部側縁部分に近
接する側部側縁部分の一部をそれぞれに近接する端部側
縁部分の折曲げ方向と反対側に折曲げ形成したものを準
備し、これらを交互に逆向きに組合わせ、その組合わせ
方向に折曲げられた側縁部分の先端部同士を互いに接合
させた状態で、所定間隔をおいて積層することにより、
異なる流体が流れる通路溝が交互に形成されている熱交
換器用エレメントを備えている。

【０００６】このような構造では、各部の加工、組立て
が比較的簡単に行なえ、また各通路溝の入口、出口での
開口面積を、他方側の通路溝を形成するプレート片の側
縁部分同士を接合して閉塞することで、溝幅よりも拡が
るように形成でき、各通路溝内への空気の流入、出を円
滑とし、熱交換効率を向上させ得るものであった。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような改良された熱交換器にあっても、伝熱プレート
体を構成する各プレート片を、側縁部分を折曲げた状態
で形成するといった加工性の面での問題や、これら折曲
げられた側縁部の先端接触部でのシール構造、各通路溝
の溝幅を確保するためのスペーサの必要性、さらにその
組付け性の面での問題等を生じている。特に、上述した
従来構造では、熱交換器用エレメントとなる伝熱プレー
ト体の構成部品点数が多く、組立作業がきわめて煩雑で
あった。

【０００８】また、上述した従来構造では、二種類の通
路溝を、その通路溝間での流体の漏れ等がない状態で確
実にシールして画成することが難しく、しかも熱交換器
用エレメントやその端部に組付けられて空気の導入、出
口や空気の吸込用ファン等を有するエンド部分を含めた
筐体全体の構造が比較的複雑で、エレメント自体やこの
エレメントとエンド部分との組立性の面でも問題であっ
た。

【０００９】さらに、上述した従来構造では、エレメン
ト全体での熱交換効率の面からも問題であった。すなわ
ち、熱交換器においてエレメントによる熱交換効率は伝
熱面積と風速との積に比例するが、従来構造において全
体の小型かつコンパクト化を図るとともに、伝熱面積を
大きくするには、内、外通路溝の溝幅を狭くして全体の
溝数を多くすると同時に通路長さも大きく採る必要があ
り、その結果エレメントの厚みや長さが大きくなり、構
造も複雑化するものであった。

【００１０】特に、この種の熱交換器は、通常、機器筐
体内の側壁部や天井部等に付設されることが多いため、
内部スペースを確保したり、筐体全体の大型化を防ぐう
えで全体の小型かつコンパクト化が求められており、前
述したエレメントを含めた熱交換器の全体構造の簡素化
と組立性の向上、さらには性能向上などを始めとする全
ての要請を満足し得ることが望まれており、これを満足
し得る何らかの対策を講じることが必要とされている。

【００１１】本考案はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、異なる流体を流通させる通路溝を交互に形
成する熱交換器用エレメントやそのエンド部材の構造を
簡素化し、かつ各通路溝間でのシール性を確保した状態
で、前記エレメントと各エンド部材とを簡単にしかも確
実に組付けることが可能な熱交換器を得ることを目的と
している。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本考案に係る熱交換器は、長尺中空状の通路構成
要素を所定間隔をおいて並設し要素内部と各要素間とに
異なる流体を流通させる第１および第２の通路溝を交互
に形成する熱交換器用エレメントと、このエレメントの
両端側に配設され通路溝群の一方に流体を導入する流入
口および通路溝群の他方から流体を導出させる流出口を
有する一対のエンド部材を備え、これら各エンド部材に
おける前記エレメント端部が差込まれる差込み空間の奥
側壁部に、一方の通路溝群に連通する複数の開口溝を形
成するとともに、これら差込み空間の両側の側壁部およ
び奥側壁部に、各通路溝群間の仕切りおよび通路構成要
素の差込み用ガイドとなるリブ状ガイドを突設し、かつ
このエンド部材の差込み空間を構成する側壁部の一部で
差込み空間の奥側壁部の開口溝に対応する部分に、エレ
メントを構成する各通路構成要素を、前記側壁部および
リブ状ガイドによって構成される被固着部に接着固定す
る接着剤の充填孔を穿設したものである。

【００１３】

【作用】本考案によれば、エンド部材の差込み空間にお
ける奥側の壁部に穿設した開口溝に、通路溝群の一方を
内部に形成する長尺中空状の通路構成要素の端部を差込
み、かつこの開口溝に近接してエンド部材の差込み空間
における側壁部および前記奥側壁部から突設されて各通
路溝群間の仕切りおよび各要素の差込み用ガイドとなる
リブ状ガイドによって構成される各通路構成要素の被固
着部に、前記側壁部の一部に穿設した接着剤の充填孔か
ら接着剤を充填することにより、エンド部材の差込み空
間に差込み保持した通路構成要素が、エンド部材の差込
み空間における被固着部に接着固定される。

【００１４】

【実施例】図１ないし図１０は本考案に係る熱交換器の
一実施例を示し、本実施例では、各種電子機器、装置の
筐体側壁部等に付設されて筐体内空気を外気にて冷却す
る放熱用の熱交換器に用いた場合を説明する。

【００１５】まず、図１０において全体を符号１で示す
熱交換器の概略構成を簡単に説明すると、この熱交換器
１は全体が略直方体状を呈するように形成され、機器筐
体２内でその側壁部の一部に縦型に配設されている。ま
た、この熱交換器１においてその長手方向（図中上下方
向）の中央には、図７の(a),(b) 、図８の(a),(b) 、さ
らに図９から明らかなように、異なる流体を交互に流通
させる第１および第２の通路溝群を形成する熱交換器用
エレメント３が配設されている。

【００１６】ここで、本実施例によれば、熱交換器用エ
レメント３として、たとえば伝熱特性に優れた金属材料
等により押し出し成形あるいは合成樹脂材による一体成
形等によって所定長さをもって形成され内部に細溝を形
成する偏平な筒体形状を呈する複数の長尺中空状の通路
構成要素４を、図９から明らかなように、所定間隔をお
いて並設することにより、この要素４内部と隣接する要
素４間の隙間に、異なる流体を流通させる第１および第
２の通路溝群となる外、内通路溝５，６を形成するよう
に構成したものを用いている。

【００１７】なお、具体的な図示は省略したが、図９に
示すように並設されている複数の要素４間に形成される
隙間を、外部からシールするシール材が、少なくとも上
下両側に付設されることで、一方の通路溝群（この実施
例では内通路溝６）を形成することは、言うまでもな
い。このようなシール材は、エレメント３を覆うように
付設される筒状カバー７内部に一体または別体で付設す
るとよい。

【００１８】さらに、上述したエレメント３を構成する
要素４は、両端が開口して形成されるとともに、後述す
る空気導出口に対応する側縁部分に切欠き４ａを形成し
てなる構成とされている。そして、このような熱交換器
用エレメント３に、一つおきに区分けされる外、内通路
溝５，６において、外通路溝５には、冷却用としての外
気が流れ、内通路溝６にはこの外気によって冷却される
筐体内空気が流れ、これら両流体間での熱交換を行うよ
うになっている。

【００１９】また、熱交換器１内でエレメント３の上、
下両端部には、合成樹脂材等によって形成されるエンド
部材１０，１１が、前記筒状カバー７の両端に内方端が
嵌め込まれた状態で組付けられている。これらエンド部
材１０，１１の一側面には、エレメント３の一方の通路
溝５または６に流体を導入する流入口１２，１３が形成
されるとともに、他側面にはエレメント３の他方の通路
溝６または５からの流体を外部に導出させる流出口１
４，１５がスリット溝形状で形成されている。なお、１
６は流入口１１，１２内側部分に配置された流体吸込み
用ファン、１７は各ファン１６内側でエンド部材１０，
１１内に形成された吸込室である。

【００２０】さらに、上述したエンド部材１０，１１で
各吸込室１７，１７と前記エレメント３の差込み空間２
０，２１との間の隔壁１８，１９（奥側壁部）には、図
３、図５ないし図８から明らかなように、それぞれ相反
する通路溝群５または６に連通するスリット状の開口溝
２２，２３が形成されている。

【００２１】このように流体の導入口１２，１３と導出
口１４，１５をエレメント３端部側に形成することが必
要とされるスペースを構成するエンド部材１０，１１に
設け、かつこれらのエンド部材１０，１１の内方端側に
エレメント３が差込まれる差込み空間２０，２１を設
け、その隔壁１８，１９に通路溝５または６と選択的に
接続されるスリット状開口部２２，２３を形成している
ので、エレメント３での熱交換面積を、エンド部材１
０，１１内をも利用して確保し、熱交換効率を向上させ
得るとともに、全体の小型かつコンパクト化が可能とな
る。

【００２２】また、本実施例では、エレメント３の上方
に配置されるエンド部材１０では流入口１２が筐体２内
に臨み筐体内空気を吸込室１７内に導入させる構成とな
っている。また、他側面の流出口１４が筐体２外部に臨
んで設けられる。さらに、エレメント３下方のエンド部
材１１では、流入口１３が筐体２外部に露呈して外気を
導入可能に配置され、かつ流出口１５は筐体内空気を筐
体２内に導出させるように筐体２内に臨んでいる。な
お、この下方のエンド部材１１で導入口１３部分には外
気中に含まれる塵挨等を除去するフィルタを設けること
が望ましい。

【００２３】また、上述したように異なる流体（筐体内
空気、外気）を流通させる第１および第２の通路溝５，
６を交互に形成するように複数の通路溝を平行して形成
する長尺中空状の通路構成要素４による熱交換器用エレ
メント３の両端側にそれぞれ配設され一方の通路溝５ま
たは６に流体を導入する流入口１２，１３および他方の
通路溝６または５から流体を導出させる流出口１４，１
５を有するエンド部材１０，１１において、エレメント
３を構成する通路構成要素４の端部が差込まれる差込み
空間２０，２１の奥側壁部、つまり前記ファン１６側の
吸込室１７との隔壁１８，１９に、一方の通路群５また
は６に連通する複数のスリット状開口溝２２，２３を穿
設するとともに、これら差込み空間２０，２１の奥側隔
壁１８，１９と両側の側壁部とに、各通路溝群５または
６間の仕切りおよび通路構成要素４の差込み用ガイドと
なるリブ状ガイド５０；５１，５１を設けている。

【００２４】ここで、これらのリブ状ガイド５０；５
１，５１は、図３、図５、図６から明らかなように、差
込み空間２０，２１において奥側に行くにしたがって、
張り出し量が大きくなるように構成され、これにより各
通路溝群５，６間の仕切りと要素差込み時のガイドとし
ての機能を発揮し得るようになっている。

【００２５】このような構成によれば、一対のエンド部
材１０，１１間に、複数の長尺中空状の通路構成要素４
を所定間隔をおいて並設して設け、この要素４内部と要
素４間とに異なる流体（外気、筐体内空気）を流通させ
る第１および第２の通路溝５，６を形成することで、こ
れらの流体間での熱交換を行なえる熱交換器を得ること
が可能となる。さらに、エンド部材１０，１１の通路構
成要素４の差込み空間２０，２１内に形成した各通路溝
群５，６間の仕切りおよび差込み用ガイドとなるリブ状
ガイド５０；５１，５１により、長尺中空状の通路構成
要素４の組付け性を向上させ、かつ各通路溝群間でのシ
ール性を確保し得るものである。

【００２６】さて、本考案によれば、上述した構成によ
る熱交換器１において、熱交換器用エレメント３の両端
側に配設され通路溝群５または６の一方に流体を導入す
る流入口１１，１２および通路溝群の他方から流体を導
出させる流出口１４，１５を有する一対のエンド部材１
０，１１における差込み空間２０，２１を構成する側壁
部の一部で差込み空間２０，２１の奥側壁部（隔壁１
８，１９）の開口溝２２，２３に対応する部分に、エレ
メント３を構成する各通路構成要素４を、図１ないし図
３から明らかなように、前記側壁部およびリブ状ガイド
５０，５０によって構成される被固着部７２に接着固定
する接着剤７１の充填孔７０を穿設したところを特徴と
している。

【００２７】このような構成によれば、エンド部材１
０，１１の差込み空間２０，２１における奥側壁部１
８，１９に穿設した開口溝２２，２３に、通路溝群５ま
たは６の一方を内部に形成する長尺中空状の通路構成要
素４の端部を差込み、かつこの開口溝２０，２１に近接
してエンド部材１０，１１の差込み空間２０，２１にお
ける側壁部および前記奥側壁部１８，１９から突設され
て各通路溝群５，６間の仕切りおよび各要素の差込み用
ガイドとなるリブ状ガイド５０，５０によって構成され
る各通路構成要素４の被固着部７２に、前記側壁部の一
部に穿設した接着剤７１の充填孔７０から接着剤７１を
充填することにより、エンド部材１０，１１の差込み空
間２０，２１に差込み保持した通路構成要素４が、エン
ド部材１０，１１の差込み空間２０，２１における被固
着部７２に接着固定される。

【００２８】そして、このような構成では、エンド部材
１０，１１の差込み空間２０，２１の奥側壁部１８，１
９に、通路構成要素４の断面形状に略合わせて形成した
スリット状開口溝２２，２３に、通路構成要素４を順次
差込んで保持させ、接着固定するにあたって、接着剤７
２の塗布作業等が軽減され、組立て作業性の面で大幅に
向上させ得るものである。すなわち、このような従来構
造において、各要素４を差込み空間２０，２１に差し込
んで、その端部をスリット状開口溝２２，２３に保持さ
せて固定するにあたって、最も簡単には各要素４の固着
端部分に接着剤を予め塗布し、一本づつ固着することが
考えられるが、組立作業が煩雑で、組立性の面で問題を
生じる。

【００２９】このため、本考案によれば、上述した複数
の通路構成要素４を、予めエンド部材１０または１１に
差し込んで保持させ、かつ前記充填孔７０から接着剤７
１を充填注入して流し込ませることにより、各要素４の
端部を、エンド部材１０または１１における被固着部７
２に、同時に接着固定することがきわめて簡単に行なえ
るもので、その実用上での利点は大きい。

【００３０】ここで、図２において符号８０はエンド部
材１０，１１への通路構成要素４の組付け時において用
いて好適な治具であり、これを用いると、接着剤７１の
充填による両部材の接着作業を、より確実に行なえると
いう利点を奏する。しかし、これに限定されず、この治
具８０を用いなくてもよい。

【００３１】また、上述したように一端側が各エンド部
材１０，１１内に接着固定される通路構成要素４の他端
部は、図６から明らかなように、奥側壁部１８，１９の
閉塞側の壁部に、単純な嵌込みによって係合保持させて
いる。このような構成としても、それぞれのエンド部材
１０，１１に接着固定した各要素４が、互いに相手側に
固着され、かつこれらが筒状カバー７等により全体とし
て一体化され、熱交換器１として構成されるもので、実
用上では何ら支障ないものである。

【００３２】ここで、上述したような実施例構造によれ
ば、熱交換器１を、複数の偏平な筒状を呈する通路構成
要素４からなるエレメント３とその両端側に組付けられ
る一対のエンド部材１０，１１の三体で構成でき、その
組み立て状態を所要の状態で行うとともに、ファン１６
などを適宜付設することで熱交換器１が構成されること
になり、従来のような多層プレート片を適宜の結合部品
で結合してなる伝熱プレート体を用いる場合に比べて、
全体の構成部品点数を大幅に削減でき、構成の簡素化や
組立て性の向上、さらにコスト低減化等を達成するうえ
で効果を発揮し得るという利点を奏する。

【００３３】また、上述した構造では、通路溝等を効率
よく配置させて所要の熱交換効率を得ることが可能で、
全体の小型、コンパクト化を図れる等の利点もある。

【００３４】なお、本考案は上述した実施例構造に限定
されず、各部の形状、構造等を、適宜変形、変更し得る
ものであり、またその適用機器、装置としても種々の分
野のものが考えられる。

【００３５】

【考案の効果】以上説明したように本考案に係る熱交換
器によれば、長尺中空状の通路構成要素を並設し要素内
部と要素間に異なる流体を流通させる通路溝を交互に形
成する熱交換器用エレメントと、このエレメント両端側
に配設され通路溝群の一方に流体を導入する流入口と通
路溝群の他方から流体を導出させる流出口を有する一対
のエンド部材を備え、これら各エンド部材におけるエレ
メント端部が差込まれる差込み空間の奥側壁部に、一方
の通路溝群に連通する複数の開口溝を形成するととも
に、これら差込み空間の両側の側壁部および奥側壁部
に、各通路溝群間の仕切りおよび通路構成要素の差込み
用ガイドとなるリブ状ガイドを突設し、かつこのエンド
部材の差込み空間を構成する側壁部の一部で差込み空間
の奥側壁部の開口溝に対応する部分に、エレメントを構
成する各通路構成要素を、前記側壁部およびリブ状ガイ
ドによって構成される被固着部に接着固定する接着剤の
充填孔を穿設するようにしたので、簡単な構成にもかか
わらず、エンド部材に対してのエレメントを構成する通
路構成要素の接着固定作業を、きわめて簡単に行なえ、
従来に比べて組立性を向上させ得るとともに、確実な接
着とシール性とを、量産性の優れた構成によって得るこ
とができ、コスト的にも有利であるという優れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る熱交換器の一実施例を示し、要部
となるエンド部材へのエレメントを構成する通路構成要
素の接着固定状態を説明するためのもので、(a) は要部
断面図、(b) はその側断面図である。

【図２】本考案の要部構成を示す概略分解斜視図であ
る。

【図３】本考案の要部構成を示す概略断面図である。

【図４】本考案においてエンド部材の概略平面図であ
る。

【図５】図４におけるエンド部材の概略底面図および端
面図を(a),(b) に示す概略図である。

【図６】図３とはエレメントの反対側端部のエンド部材
による組立て状態を示す要部断面図である。

【図７】本考案の熱交換器全体の概略構成を説明するた
めのもので、(a) は概略断面図、(b) は概略側面図であ
る。

【図８】図６とは異なる位置での概略断面を示すもの
で、(a) は概略断面図、(b) は概略側面図である。

【図９】熱交換器用エレメントを構成する長尺中空状の
通路構成要素の並設状態を説明するための概略斜視図で
ある。

【図１０】本考案に係る熱交換器の使用状態を説明する
ための概略構成図である。

【符号の説明】

１ 熱交換器 ２ 筐体 ３ 熱交換器用エレメント ４ 長尺中空状の通路構成要素 ４ａ 切欠き ５ 第１の通路溝（外通路溝） ６ 第２の通路溝（内通路溝） ７ 筒状ケース １０ エンド部材 １１ エンド部材 １２ 導入口 １３ 導入口 １４ 導出口 １５ 導出口 １６ ファン １７ 吸込室 １８ 隔壁 １９ 隔壁 ２０ 差込み空間 ２１ 差込み空間 ２２ 開口溝 ２３ 開口溝 ５０ リブ状ガイド ５１ リブ状ガイド ７０ 充填孔 ７１ 接着剤 ７２ 被固着部 ８０ 組立用治具

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる流体を流通させる第１および第２
   の通路溝が交互に形成されている熱交換器用エレメント
   と、このエレメントの両端側に配設され通路溝群の一方
   に流体を導入する流入口と通路溝群の他方から流体を導
   出させる流出口とを有する一対のエンド部材を備え、 前記熱交換器用エレメントは、各エンド部材に設けた差
   込み空間内に所定間隔をおいて並設して差込まれること
   により第１の通路溝を内部に形成するとともにこれら各
   通路構成要素間に第２の通路溝を形成する複数の長尺中
   空状の通路構成要素を有し、 前記各エンド部材には、前記エレメントの各端部が差込
   まれる差込み空間の奥側壁部に、一方の通路溝群に連通
   する複数の開口溝が形成されるとともに、これら差込み
   空間の両側の側壁部および奥側壁部に、各通路溝群間の
   仕切りおよび通路構成要素の差込み用ガイドとなるリブ
   状ガイドが突設され、 かつこのエンド部材の差込み空間を構成する側壁部で前
   記差込み空間の奥側壁部の開口溝に対応する部分に、前
   記エレメントを構成する各通路構成要素を、前記側壁部
   およびリブ状ガイドによって構成される被固着部に接着
   固定する接着剤の充填孔を穿設したことを特徴とする熱
   交換器。