JPH0212466Y2

JPH0212466Y2 -

Info

Publication number: JPH0212466Y2
Application number: JP1985015805U
Authority: JP
Priority date: 1985-02-05
Filing date: 1985-02-05
Publication date: 1990-04-09
Also published as: JPS61135188U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野この考案は熱交換器に関する。

考案が解決しようとする問題点本出願人は、縦長でかつ下端部に孔があけられ
た偏平中空体が並列状に複数配置され、すべての
偏平中空体が、隣り合う偏平中空体同志の間の下
端部に孔を囲むように介在されかつろう付された
リングによつて相互に連通状に接続されている熱
交換器をすでに開発し実用新案登録出願している
（実願昭58−201870（実開昭60−111879号公報参
照））。

このような熱交換器では、リングと偏平中空体
の下端部等とによつて、冷媒を収容するためのタ
ンク部が構成される。このため、リングと偏平中
空体との接合（ろう付）が不充分である場合に
は、冷媒が漏れてしまう。リング全体のうち、そ
の外周面が偏平中空体の外縁とほぼ面一に形成さ
れている部分に接合不良が生じても外部からたと
えば溶接等によつて修正が可能である。しかしな
がら、リング全体のうち、その下外周縁が偏平中
空体の外縁よりも内側にある部分、たとえばリン
グが矩形環状であるとするとリングの上がわの水
平部分に接合不良が生じた場合には外部からの修
正が困難である。

したがつて、熱交換器を組み立てる際に、リン
グ全体のうち、偏平中空体の外縁よりも内側にく
る部分と偏平中空体とを、漏れが発生しないよう
にろう付することが必要となる。

考案の目的この考案は、リング全体のうち、その外周縁が
少なくとも偏平中空体の外縁よりも内がわにくる
部分と偏平中空体とを、漏れが発生しないように
ろう付することができる熱交換器を提供すること
を目的とする。

問題を解決するための手段この考案による熱交換器は、縦長でかつ上端部
と下端部のうち少なくとも下端部に孔があけられ
た偏平中空体が並列状に複数配置され、すべての
偏平中空体が、隣り合う偏平中空体同志の間の下
端部に孔を囲むように介在されかつろう付された
リングによつて相互に連通状に接続されている熱
交換器において、リングの接合面全体のうち、リ
ングの外周縁が少なくとも偏平中空体の縁よりも
内側にある部分の接合面に、リングの周方向に沿
つてフイレツト形成用溝が形成されていることを
特徴とする。

実施例の説明以下、この考案を半導体素子冷却装置に適用し
た場合の実施例について説明する。以下の説明に
おいて、上とは第１図上側を、下とは同図下側
を、左とは同図左側を、右とは同図右側を、前と
は第２図左側を、後とは同図右側をそれぞれ指す
ものとする。

第１図〜第６図において、半導体冷却装置１
は、液状冷媒２４および半導体素子２５を収容す
るタンク部２と、液状冷媒２４の蒸気を凝縮させ
る放熱部３とが一体的に形成されているものであ
る。

左右一対のサイド・プレート４間に、複数の偏
平中空体５が並列状に配置されている。サイド・
プレート４は縦長の矩形状であり、下端部に円形
の孔６があけられている。サイド・プレート４
は、第５図に示すように芯板７の両面にろう材層
８が形成されているブレージング・シートによつ
て作られている。

偏平中空体５は縦長の矩形状であり、互いに対
向状に配置された一対の縦長の略矩形のプレート
９と、両プレート９の周縁部同志の間に配置され
かつ固定された略矩形の環状の連結壁１０とから
構成されている。各プレート９の上端部には横長
の略矩形の孔１１が、下端部には若干縦長の略矩
形の孔１２があけられている。偏平中空体５内に
は孔１１と１２との間位置に水平断面波形の内部
フイン１３が収納固定されている。プレート９
は、第５図に示すように芯板１４の両面にろう材
層１５が形成されているブレージング・シートに
よつて作られている。

隣り合う偏平中空体５同志の間および偏平中空
体５とサイド・プレート４との間には、上端部に
上部リング１６が、下端部に下部リング１７が、
両リング１６，１７の間の位置に垂直断面波形の
外部放熱フイン１８がそれぞれ介在されかつ固定
されている。

上部リング１６は横長の略矩形の環状であり、
孔１１を囲むように設けられている。下部リング
１７は若干縦長の略矩形の環状であり、孔１２，
６を囲むように設けられている。上部リング１６
の上がわの水平部分の外周面および両側部分の外
周面は、偏平中空体５の外縁と面一になつてい
る。下部リング１７の下がわの水平部分の外周面
および両側部分の外周面は、偏平中空体５の外縁
と面一になつている。上部リング１６の下がわの
水平部分の接合面（左右両面）には、長手方向
（前後方向）に端から端までのびるフイレツト形
成用溝１６ａが形成されている。下部リング１７
の上がわの水平部分の接合面には、長手方向に端
から端までのびるフイレツト形成用溝１７ａが形
成されている。

サイド・プレート４の外面には外装板１９が固
定されている。各サイド・プレート４の孔６に
は、それぞれ外方からパイプ２０の内端部が差し
込まれかつ固定されている。各パイプ２０の外端
部にはフランジ２１が取り付けられており、この
フランジ２１に蓋２２が被せ止めされている。

すべての偏平中空体５の下側の孔１２の内側部
分と下部リング１７と左右一対のパイプ２０と蓋
２２とによつて形成された空間部によりタンク部
２が構成されている。

すべての偏平中空体５内の上下の孔１１，１２
の中間部分と外部放熱フイン１８の存在する通風
間隙とによつて放熱部３が構成されている。

また、すべての偏平中空体５の上側の孔１１の
内側部分と、上部リング１６とによつて形成され
た空間部により空気溜２３が構成されている。冷
却装置１内の真空度が低下し、侵入空気が放熱部
３に溜まると、熱交換効率が低下するので、この
空気を放熱部３の上方に逃がすため空気溜２３が
存在する。

タンク部２内には冷媒２４が収容されており、
この冷媒中にトランジスタ等の半導体素子２５と
半導体素子２５に設けられた冷却フイン２６が浸
漬されている。半導体素子２５のリード線２７
は、蓋２２を貫通して外部に引出されている。こ
の貫通部分には、絶縁性のシール材２８が設けら
れている。

右側のサイド・プレート４の上端部には、空気
溜２３と連通する導管２９が取り付けられてい
る。冷媒２４はこの導管２９を通して供給され
る。また空気溜２３内に溜まつた空気が導管２９
を経て吸引除去される。右側のサイド・プレート
４の上端部にはさらに、空気溜２３と連通するＬ
字管３０が取り付けられている。このＬ字管３０
の先端部には、冷却装置１内の圧力が過大となつ
たときに作動する安全装置３１が取り付けられて
いる。

冷却装置１の前後面には、矩形環状ダクト接続
部材３２がそれぞれ取り付けられている。また冷
却装置１の下端部には左右一対の取付用脚３３が
それぞれ取り付けられている。

上記各部材のうち、サイドプレート４および偏
平中空体５のプレート９以外の部材は、アルミニ
ウムのベア材により作られている。

上記半導体素子冷却装置１の組み立ては以下の
ようにして行なわれる。第６図に示すように、サ
イドプレート４、上下リング１６，１７、放熱フ
イン１８、プレート９、連結壁１０および内部フ
イン１３を順次積み重ねて組み合せる。サイド・
プレート４の外面には外装板１９を重ね合わせる
とともに、孔６にパイプ２０を差し込んでおく。
そして、各部材を真空ろう付法によつて接合す
る。

下部リング１７の上がわの水平部分とプレート
９（サイド・プレート４）とのろう付状態が第５
図に示されてい。下部リング１７とプレート９
（サイド・プレート４）とのろう付が不充分であ
る場合には、タンク部２内の冷媒２４が漏れてし
まう。下部リング１７の上がわの水平部分以外の
部分に対するろう付が不充分な場合には、外部か
ら溶接等によつて修正することができるが、下部
リング１７の上がわの水平部分に対するろう付が
不充分な場合には外部から修正することは困難で
ある。上記冷却装置１では、下部リング１７の上
がわの水平部分の接合面に長手方向にのびるフイ
レツト形成用溝１７ａが形成されているから、ろ
う付した際、この溝１７ａの内側面とプレート９
（サイド・プレート４）との間に、フイレツトＦ
が形成されるので、この溝１７ａに沿つて確実な
シールが行なえる。また、冷却装置組立後に、下
部リング１７の上がわの水平部分に漏れが発生し
たとしても、溝１７ａの両端部を外部から溶接す
ることによつてその修正を行なうことができる。

フイレツト形成用溝１７ａの幅は、下部リング
１７の強度を考慮すると、上がわの水平部の厚み
Ｗの1/2以下であることが好ましい。また、溝１
７ａの深さは、プレート９やサイド・プレート４
のろう材層１５，８の厚さより深くする方が好ま
しい。これは、ろう付の際に、溶融したろう材の
酸化膜が充分に溝１７ａ内に押出されるようにす
るためである。

上部リング１６の場合には、その下がわの水平
部分に対するろう付が不充分な場合に外部からの
修正が困難となる。このため、上部リング１６に
おいては、その下側の水平部分の接合面にフイレ
ツト形成用溝１６ａが形成されている。この溝１
６ａの作用は上記下部リング１７の溝１７ａの作
用と同様であるので、その説明を省略する。

サイド・プレート４を構成するブレージング・
シートは、例えば厚さ4.5mm程度の厚い芯板７の
両面にろう材層８が設けられたものであり、した
がつて強度が非常に大きい。これに対し、偏平中
空体５のプレート９を構成するブレージング・シ
ートは、例えば厚さ1.0〜1.2mm程度の薄い芯板１
４の両面ろう材層１５が設けられたものである。
サイド・プレート４のろう材層８のクラツド率、
すなわち芯板７に対するろう材層８のろう材付着
率はプレート９のろう材層１５のクラツド率より
も小さくする。というのは、両プレート４，９の
芯板７，１４の厚みが極端に異なるので、サイ
ド・プレート４のろう材層８のクラツド率をプレ
ート９のろう材層１５のクラツド率と同じものと
すると、サイド・プレート４のろう材が過多とな
り、真空ブレージングのさいのろう材溶融時に薄
い放熱フイン１８がこのろう材によつて溶かされ
てしまい、接合不良が生じるからである。サイ
ド・プレート４のろう材層８のクラツド率は、プ
レート９のろう材層１５のクラツド率の50％以下
とするのが望ましい。

上記半導体素子冷却装置１において、タンク部
２内の液状冷媒２４に浸漬された半導体素子２５
から熱が生じると、これが冷却フイン２６を通じ
て冷媒２４に速やかに伝達され、冷媒２４が蒸発
する。冷媒２４の蒸気はタンク部２上方の偏平中
空体５内を上昇して放熱部３に至り、そこで内部
フイン１３、プレート９、および外部放熱フイン
１８を介して空気と熱交換させられて、熱を放出
する。これにより冷媒２４は凝縮し、凝縮後、偏
平中空体５内を液滴となつて流下し、タンク部２
に戻る。冷媒２４のこのような作用が繰り返され
て、半導体素子２５が冷却される。

上記実施例においては、各偏平中空体５の一対
のプレート９同志の周縁部が連結壁１０を介して
結合されているが、その他たとえばプレート９の
周縁部を屈曲させて、プレート９に連結壁を一体
に設け、この連結壁を対向するプレート９の周縁
部あるいは対向するプレート９の同様に屈曲した
連結壁に接合することにより、偏平中空体５を形
成するようにしてもよい。

また偏平中空体５の上端部に空気溜２３が設け
られているが、このような空気溜２３は偏平中空
体５の上方にこれとは別にヘツダー状に設けるよ
うにしてもよい。その場合には、対向する一対の
プレート９の周縁部のうち上端部を除く縁部を連
結壁１０を介して相互に連結し、上端部は空気溜
に通じるようにする。ヘツダー状の空気溜を設け
た場合は、偏平中空体５の上端部には、当然のこ
とながら孔１１は存在せず、したがつて上部リン
グ１６も不必要となる。なお、場合によつては空
気溜を省略することもある。

また、フイレツト形成用溝１６ａ，１７ａを、
上部リング１６および下部リング１７の接合面に
全周にわたつて環状に形成してもよい。

上記実施例では、この考案を半導体素子冷却装
置に適用した場合を示したが、この考案はその他
の熱交換器にも同様に適用することができる。

考案の効果この考案による熱交換器では、リングの接合面
全体のうち、リングの外周縁が少なくとも偏平中
空体の縁よりも内側にある部分の接合面に、リン
グの周方向に沿つてフイレツト形成用溝が形成さ
れている。リングと偏平中空体とをろう付する
と、フイレツト形成用溝の内側面と偏平中空体と
の間に、フイレツトが形成される。このため、こ
のフイレツト形成用溝に沿つて確実なシールが行
なえる。つまり、リングの接合面全体のうち、リ
ングの外周縁が少なくとも偏平中空体の縁よりも
内側にある部分の接合面と偏平中空体とを漏れが
発生しないようにろう付することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の実施例を示すもので、第１図
は部分切欠き正面図、第２図は同部分切欠側面
図、第３図は第１図−線に沿う断面図、第４
図は第１図−線に沿う断面図、第５図は第１
図のＡ部拡大断面図、第６図は分解斜視図であ
る。１……偏平中空体、１２……孔、１７……下部
リング、、１７ａ……フイレツト形成用溝。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

縦長でかつ上端部と下端部のうち少なくとも下
端部に孔があけられた偏平中空体が並列状に複数
配置され、すべての偏平中空体が、隣り合う偏平
中空体同志の間の下端部に孔を囲むように介在さ
れかつろう付されたリングによつて相互に連通状
に接続されている熱交換器において、リングの接
合面全体のうち、リングの外周縁が少なくとも偏
平中空体の縁よりも内側にある部分の接合面に、
リングの周方向に沿つてフイレツト形成用溝が形
成されていることを特徴とする熱交換器。