JP3241536U - 熱交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換装置の両側のフィンが外側に反り返るのを防止し、熱交換装置の蓋体を閉じようとするときに、組み立てを容易にする。【解決手段】熱交換装置は、基部と、基部に接続された複数のフィンとを含み、隣接する２枚のフィンの間にそれぞれ溝が形成され、溝はコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）を用いて垂直方向に加工され、溝の深さと幅、フィンの高さと厚さは必要に応じて変化し、溝の深さは均等でも不均等でもよく、１層でも複数層でもよく、フィンと溝は直立でも傾斜していてもよい。これらのフィンのうち最外側の２枚のフィンは厚みを増して補強フィンを形成する。【選択図】図１１

Description

本考案は、熱交換装置、特に水冷式ヘッドの熱交換装置に関する。

現在、技術産業は高度化し、集積回路やコンピュータなどのデバイスは小型化するだけでなく、発熱量が著しく大きいため、動作時の発熱は相当なものになる。電子発熱部品はすべて、許容温度内で正常に動作するよう放熱装置を備えている。

高出力の電子発熱部品には、放熱を助けるために水冷式ヘッドが使用される。水冷式ヘッドは、基部と、基部上に熱交換面積を増やすために配置された複数のフィンで構成されている。既存の水冷ヘッドの多くは、横型フライス盤で複数の溝を切り、この溝の間に複数のフィンを形成できるようにしている。しかし、この溝はフライス加工の際に反りやすく、水冷装置の側面が外側に反ってしまい、水冷装置がキャップを閉めようとすると、反ったフィンがキャップの閉めを邪魔して、組立工程に不都合が生じる。

本考案が解決しようとする技術的課題は、熱交換装置の両側のフィンの外反を回避し、熱交換装置を閉じる際のカバー体のカバーを容易にし、組み立てを容易にする熱交換装置を提供することである。

上記技術的課題を解決するために、本考案は、水冷式ヘッドに使用するための熱交換装置を提供し、この熱交換装置は、基部と、基部に接続された複数のフィンとを備え、隣接する２つのフィンの各々は、それらの間に形成された溝を備え、フィンのうち、最外側の２つのフィンは、厚さが増加して２つの補強フィンを形成し、２つの補強フィンの厚さが２つの補強フィンの間のフィンの厚さより大きい。２枚の補強フィンの厚さは、２枚の補強フィンの間のフィンの厚さよりも大きく、２枚の補強フィンは基部上に直立して設置されている。

上記技術的課題を解決するために、本考案はまた、水冷式ヘッドに適用される、熱交換装置を提供し、熱交換装置は、基部、及び複数のフィンを含み、フィンは基部に接続され、隣接する二つのフィンのそれぞれの間に溝が形成され、溝はコンピュータ数値制御によって垂直に加工され、溝の深さは等しくなく、複数の深さを形成し、溝の一部は基部の一面に凹み、溝は基部の一面から他面に向かって凹み、溝は中央から側面に向かって深さが段違いになっている。溝の深さは中央から側面に向かって階段状に小さくなっており、中央の溝は側面の溝よりも基部における向こうの面に寄っている。２枚の補強フィンの厚さは、その間のフィンの厚さよりも大きく、２枚の補強フィンはその基部上に直立するように設置されている。

本考案の有益な効果は、熱交換装置が、フィンのうち最外側の２枚のフィンの厚みを増して２枚の補強フィンを形成し、２枚の補強フィンの厚みが２枚の補強フィン間のフィンの厚みより大きく、２枚の補強フィンが底面に直立して設けられ、熱交換装置の両側のフィンが外側に反り返らないので、熱交換装置を蓋体で覆う際に、蓋体を容易に組み立てることができることである。熱交換装置にキャップを付ける場合、ケーシングに簡単にキャップを付けることができ、組み立てが容易になる。

さらに、本考案では、基部の片側から他側に向かって溝が凹んでおり、溝の深さは中央から両側に向かって段階的に小さくなっているので、中央の溝は熱源（例えば電子発熱部材）に近く、流体（冷却水）が溝を通過する際に素早く熱伝導することが可能である。

本考案の特徴や技術的な内容をより深くご理解いただくために、以下の詳細な説明や図面をご参照ください。ただし、図面はあくまでも参考および説明のためのものであり、本考案を制限するものではない。

本考案による第１実施形態の熱交換装置を示す立体図である。 本考案による第１実施形態に係る熱交換装置の側面図である。 本考案による第２実施形態に係る熱交換装置の側面図である。 本考案による第３実施形態に係る熱交換装置の加工を示す模式図（Ｉ）である。 本考案による第３実施形態に係る熱交換装置の加工を示す模式図（ＩＩ）である。 本考案の第３実施形態に係る熱交換装置の加工を示す模式図である（ＶＩＩ）。 本考案の第３実施形態に係る熱交換装置の処理（ＩＶ）を示す模式図である。 本考案による第４実施形態の熱交換装置を示す立体図である。 本考案による第４実施形態の熱交換装置の断面図である。 本考案による第５実施形態の熱交換装置を示す立体図である。 本考案による第５実施形態の熱交換装置の断面図である。

以下、公開された実施例を具体的に説明することにより、当業者が本件著作物の利点と効果を理解することができるようにする。この考案は、他の具体的な実施形態によって実施または適用することができ、この詳細の説明は、この考案の思想を逸脱することなく、異なる見解や用途に応じて修正および変更することができる。また、本考案に添付されている図面は、あくまで簡易的なイラストであり、寸法的な描写を意図したものではない。以下の実施により、本考案の技術的側面についてさらに詳しく説明するが、この開示は、本考案の保護範囲を限定するものではない。

［第１の実施形態］
図１および図２を参照すると、本考案は、水冷ヘッドの基部プレートなど、熱伝導率の良い金属材料（例えば、アルミニウムまたは銅など）からなる水冷ヘッドに用いる独自の熱交換装置を提供する。熱交換装置は、基部１と、基部１に接続される複数のフィン２とを備え、隣接する２つのフィン２のそれぞれの間に溝３が形成されている。溝３は、熱交換装置の製造コストを低減するために、ＣＮＣ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＮｕｍｅｒｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌ）を用いて垂直方向に加工される。

溝３の深さや幅、フィン２の高さや厚さは必要に応じて変えることができ、溝３の深さは等しくても不等間隔でもよく、１層またはそれ以上の異なる深さを形成することも可能である。フィン２および溝３は、直立した状態でも傾斜した状態でもよいが、本実施形態では、フィン２および溝３は直立した状態、すなわちフィン２および溝３は基部１に垂直に立てた状態でセットされる。

このフィン２のうち最外側の２枚のフィン２は厚みを増して２枚の補強フィン２ａを形成し、この補強フィン２ａは熱交換装置における互いに反対する側に位置し、２枚の補強フィン２ａは基部１上に直立して配置されている。２つの補強フィン２ａの厚さｔ３は、２つの補強フィン２ａ間のフィン２の厚さｔ１、ｔ２よりも大きく、２つの補強フィン２ａの厚さが増すことにより、フライス加工時に溝３がたわんで反らないように強度を高めることができる。なお、２枚の補強フィン２ａの間に位置するフィン２の厚さｔ１、ｔ２は特に限定されず、必要に応じて変化させることができる。本実施形態では、フィン２の一部が１つの厚みｔ１を有し、複数の組み合わせＡで配置され、フィン２の一部が別の厚みｔ２を有し、複数の組み合わせＢで配置されており、フィン２の異なる２つの厚みが組み合わせＡ、Ｂで千鳥に配置されている。

［第２の実施形態］
図３を参照して、本実施例の熱交換装置は、基部１と、基部１に接続される複数のフィン２とを含み、隣接する２つのフィン２のそれぞれの間に溝３が形成されており、ＣＮＣ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＮｕｍｅｒｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌ）を用いて垂直方向に加工されている。また、フィン２の最外周の２枚のフィンの厚みを大きくして、熱交換装置における互いに反対する側に位置する２枚の補強フィン２ａを形成し、２枚の補強フィン２ａの厚みｔ３は、２枚の補強フィン２ａの間に位置するフィン２の厚みｔ１よりも大きくなっている。２つの補強フィン２ａの間に位置するフィン２の厚さｔ１が等しいことのみが異なる。

［第３の実施形態］
図４～図７を参照すると、本実施形態では、ブレード５がコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）によって制御され、ブレード５の移動経路がプログラムされ、ブレード５が１つ以上の刃５１を含み、前記刃５１が組み合わせて設定され、刃５１の数、厚さ及び直径が必要に応じて変化できることが明らかにされている。フィン２は、基部１の片面に凸状ステージ４を予め形成し、ブレード５を用いて凸状ステージ４に複数の溝３を加工し、溝３の間にフィン２を形成することにより製造でき、溝３は基部１から離れる側に開放されている。隣接する２枚のフィン２のそれぞれの間に溝３が形成され、フィン２が溝３によって間隔をあけて配置され、溝３の対向する端部が開放されているので、流体を溝３の延長方向に流してフィン２と熱交換させることができる。

［第４の実施形態］
図８および図９を参照すると、本実施形態では、溝３は等しい深さであり、深さが１層を形成してもよく、このような溝３は基部１の表面の外側に配置される。

［第５の実施形態］
図１０および図１１を参照して、本実施形態では、溝３の深さは様々であり、深さの異なる複数の層を形成することができ、溝３の一部は、基部１の一面（表面）に凹んでおり（切り込まれており）、溝３が基部１の一面から他面に向かって凹んでいるので、溝３が基部１の他面と熱源（例えば電子加熱素子）に近づき、液体（冷却水）が通るときに熱源の熱交換面積が良好となり、そのため溝３は、基部１の一側からフィン２の他側に向かって凹んでおり、これによってもフィン２の熱交換面積が増加する。本実施形態では、溝３は深さが３層（３種類）形成されており、溝３の深さは中央から側面に向かって階段状に減少しており、すなわち中央の溝３が最も深く、側面の溝３が最も浅く、中央の溝３は側面の溝３よりも基部１の他面に近いため、熱源（例えば電子発電機）に近接することが可能である。この溝３を流体（冷却水）が通過すると、素早く熱を伝導することができる。

［本考案による有益な効果］
本考案の有益な効果は、本考案の最外周の２枚のフィンの厚みを大きくして２枚の補強フィンを形成し、２枚の補強フィンの厚みは２枚の補強フィン間のフィンの厚みよりも大きく、２枚の補強フィンは基部上に直立して設けられており、熱交換装置の両側のフィンが外側に反り返らないようにしたことである。これにより、組み立てが容易になる。

なお、上記はあくまで本考案の好ましい実施形態であり、本考案の範囲を限定するものではない。したがって、本考案の説明および図面を用いて行われた同等の技術的変更は、本考案の実用新案登録請求の範囲に含まれるものとする。

１…基部
２…フィン
２ａ…補強フィン
３…溝
４…凸状ステージ
５…ブレード
５１…刃
ｔ１…厚み
ｔ２…厚み
ｔ３…厚み
ｗ１…幅
Ｗ２…幅
Ａ…ポートフォリオ
Ｂ…ポートフォリオ

Claims (2)

1. 基部、及び複数のフィンを備える水冷式ヘッド用熱交換装置であって、
   複数の前記フィンは前記基部に取り付けられ、隣接する２つの前記フィンの間にそれぞれ溝を形成しており、前記フィンのうち最外側の２つは厚みを増やした２つの補強フィンとして形成され、２つの前記補強フィンの厚みは２つの前記補強フィンの間における前記複数のフィンの厚みよりも大きく、２つの前記補強フィンは前記基部に直立して設置され、
   前記溝は不等深度である多段深さを有し、前記溝の一部は基部の一方側で前記基部の一方側から他方側に向かって凹み、前記溝の深さは中央から両側に階段状に減少し、前記溝における前記基部から離れた側は開いており、前記溝における互いに反対する端は開いている
   ことを特徴とする、熱交換装置。
2. 基部、及び前記基部に接続された複数のフィンを備える水冷式ヘッド用熱交換装置であって、
   複数の前記フィンでは、隣接する２つの前記フィンの間にそれぞれ溝が形成され、前記溝はコンピュータ数値制御によって直立姿勢に加工され、前記溝は不等深度である多段深さを有し、前記溝の一部は基部の一方の側面で、前記基部の一方側から他方側に向かって凹むように構成され、前記溝の深さは中央から側面にかけて階段状に減少し、中央部分の前記溝は、側面の前記溝よりも基部の他方側に近く、前記フィンのうち最外側の２つの前記フィンは、厚みが増した２つの補強フィンとして形成され、２つの前記補強フィンの厚みは、２つの前記補強フィン間における前記フィンの厚みよりも大きく、２つの前記補強フィンは前記基部に直立して設置され、
   前記フィンは不均等な厚さを有し、前記溝は不均等な幅を有し、前記溝における前記基部から離れる一方側は開放されており、前記溝における互いに反対する端が開放されている
   ことを特徴とする、熱交換装置。

Images