JPH0481111B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、各ひだが両端面において１つおきに
交互に横隔壁で気密に閉鎖されているひだ付き平
面部材（熱交換器の伝熱用隔壁部材）をもつた電
子機器キヤビネツトの熱交換器に関する。

かかる空気−空気熱交換器は昭和46年特許出願
第6742号（特開昭46−1602号公報参照）、特公昭
52−47586号公報、西ドイツ特許第2444864号明細
書および西ドイツ特許出願公開第3026196号公報
で知られている。アルミニウムあるいは合成樹脂
からも作れるこれらの周知の熱交換器は互に平行
に走る多数のひだ（条溝）を有し、各ひだは端面
に横隔壁を備え、隣合うひだの横隔壁は一端面あ
るいは他端面に交互に配置されている。ひだ付き
平面部材の側面には、ひだを密閉流路の形に覆う
カバープレートが設けられている。このカバープ
レートには横隔壁の範囲にその都度の側面に向い
て開いているひだに対する開口が設けられてい
る。それによつてキヤビネツト空気および外気に
対する２つの別々の流路が得られ、ひだ付き平面
部材においてキヤビネツト空気および外気の流れ
方向は逆向きになつている。この熱交換器は電子
機器キヤビネツトのケーシング壁の一部を成す
か、電子機器キヤビネツトの扉にはめ込められ、
この熱交換器によつて電子機器キヤビネツト内の
電子部品によつて発生される熱は放出され、その
場合電子機器キヤビネツトの内部室はダスト密の
閉鎖状態に保たれる。ひだ付き平面部材の横隔壁
の製造に経費がかかる。たとえば西ドイツ特許第
2444864号明細書に、端面に折曲げ部をもつた帯
状板金が互に接合され、両方のカバープレートに
共に貼着されているようなひだ付き平面部材が記
載されている。互に貼着された折曲げ部が横隔壁
を形成し、ひだ部材自体は両方のカバープレート
によつて形成されている。ダスト密を保証するた
めに、折曲げ部間の貼着並びに帯状板金とカバー
プレート自体との貼着は非常に注意深く行なわね
ばならない。更に接着剤の硬化に長い時間が必要
である。西ドイツ特許出願公開第3026196号公報
に記載された実施形態の場合、ひだ部材が蛇行し
て曲げられた板金あるいは蛇行して成形された合
成樹脂で形成されている。横隔壁として板金部品
あるいは相応して形成された合成樹脂成形品を
個々に端面に設け、場合によつてはひだにも貼着
しなければならない。上述の両方の製造方法は多
量生産の際も多くの作業員と長い作業時間を必要
とする。

米国特許第3847211号明細書からはガス状ない
し液状媒体のための熱交換器が知られており、該
媒体は逆流方式で冷却される。冷却器は合成樹脂
製の多数のひだ付き平面部材から構成されてお
り、その際各ひだが両端面において１つおきに交
互に横隔壁で一体構造で閉鎖されており、しかも
各ひだ付き平面部材は深絞り部品である。この多
数のひだ付き平面部材は夫々１枚の板を中間接合
して積み重ねられている。冷却されるべき一方の
媒体は真つ直ぐに、他方の媒体は側面にひだ付き
平面部材の堆積物に供給されそしてこの堆積物か
ら放出される。この様な熱交換器は化学及び薬学
技術においての使用を予定されている。

本発明の目的は、冒頭に述べた形式の熱交換器
に対するひだ付き平面部材を、簡単に製造できる
ように形成することにある。

この目的は、本発明によれば、各ひだが両端面
において１つおきに交互に横隔壁で気密に閉鎖さ
れてり、横隔壁がひだ付き平面部材のひだに一体
に形成されており、その際ひだ付き平面部材が深
絞り部品であるような合成樹脂製のひだ付き平面
部材をもつた電子機器キヤビツトの熱交換器にお
いて、ひだの深さがひだ壁の間隔の約６倍であ
り、ひだ付き平面部材に形成された平坦部分がひ
だ付き平面部材の側面に対して平行してひだ付き
平面部材の一端面に設けられていることによつて
達成される。

本発明に基づく熱交換器の場合、横隔壁はひだ
付き平面部材の製造の際に成形されるこのひだ付
き平面部材の一体構造部分である。従つて別個の
成形品の追加設置あるいは折曲げ部の追加貼着は
もはや不要であり、それによつて特に多量生産の
際に作業時間も作業員数も著しく節減できる。ひ
だ付き平面部材の一側面に向いて開いているすべ
てのひだは同じ流路に属するので、カバープレー
トを設置する際にひだ付き平面部材の周囲線に沿
うダスト密の接続を保証すればよい。これもまた
製造の著しい単純化に寄与する。

好ましくはひだ付き平面部材は合成樹脂でも作
れる深絞り部品であるか、あるいは合成樹脂射出
成形品である。特に深絞り方法に対しては単純な
工具で済むので、特別な工具費用によつて製造費
が高くなることもない。

ひだ付き平面部材の一端面に、ひだ付き平面部
材の側面に対して平行に平坦部分が設けられてい
る。この平坦部分はひだ付き平面部材の外部にお
いて両方の流路を分離するために用いられ、それ
によつて熱交換器全体の構造が一層単純化され
る。さらにこの平坦部分は送風機やその電気接続
部を収容するのに役立つ組立面として用いられ
る。

ひだの深さはひだ付き平面部材のひだ壁の間隔
の好ましくは約６倍である。この比率を考慮して
深絞り方法におけるひだ付き平面部材の製造は困
難なしに実施できる。

ひだ壁で分離された両方の流路間の熱伝達を最
適にするために、ひだ付き平面部材におけるひだ
壁の間隔は、ひだ内の空気の流速に関連してひだ
の中に乱流が生ずるように決められる。その乱流
は、ひだ付き平面部材のひだ壁にたとえば突起や
ウエブのような膨出部を設けることによつて更に
強めることができる。

種々の長さのひだ付き平面部材の組立ができる
ようにするために、ひだ付き平面部材を互にかみ
合い接続で気密に接続される少くとも２つの部材
部分から組み立てることができる。部材部分を溝
と差込み突起で互に接続することが特に有利であ
る。この実施形態の場合２つの部材部分で、すな
わちひだが横隔壁を一体に備えている１つの部材
部分およびひだに対する横隔壁がない別の部材部
分で、積み木原理で任意の長さのひだ付き平面部
材およびそれに伴なつて種々の構造の熱交換器を
作れる。これは製造にも貯蔵においても有利であ
る。

以下第１図ないし第１０図を参照して本発明に
基づく熱交換器を詳細に説明するに、各図面にお
いて同一構造部分には同一符号を付してある。

第１図は本発明に基づく熱交換器のひだ付き平
面部材（伝熱用隔壁部材）１を斜視図で示してい
る。このひだ付き平面部材１は互に平行に走り断
面が蛇行形状をしている多数のひだ（条溝）１
ａ，１ｂから成り、その場合一方のひだ１ａはひ
だ付き平面部材１の一側面１ｃに向つて開かれ、
他方のひだ１ｂは第１図では見えない他方の側面
１ｄに向つて開かれている。ひだ１ａと１ｂはひ
だ付き平面部材１の端面１ｅと１ｆにおいて交互
に横隔壁１ｇと１ｈで閉鎖されている。従つて第
１図において見える側面１ｃに向いて開いている
ひだ１ａは他方の側面１ｄに向いて開いているひ
だ１ｂに対して少くともダスト密に閉鎖されてい
る。第１図の実施例においてひだ付き平面部材１
には後で詳述する平坦部分２が形成されている。
このひだ付き平面部材１の構造はひだ付き平面部
材１の端面１ｅの方から見た第２図の部分斜視図
からも理解できる。第２図において特に互に平行
に走るひだ壁１ｉをもつたひだ付き平面部材１の
蛇行断面形状がはつきり理解できる。

第３図は第１図における−線に沿う断面図
であり、この断面図において側面１ｃに向つて開
き横隔壁１ｈで閉鎖されているひだ付き平面部材
１のひだ１ａが理解できる。従つてこのひだ１ａ
は端面１ｅに開口している。隣の見えないひだ１
ｂは横隔壁１ｇで閉鎖され、空気は端面１ｆから
このひだ１ｂに流入できる。

第１図ないし第３図を参照して説明したひだ付
き平面部材は上述の刊行物で知られているような
ひだ付き平面部材に相応している。これらのひだ
付き平面部材の場合、横隔壁によるひだの閉鎖は
製造上に問題があることは既に述べた。第１図な
いし第３図に示したひだ付き平面部材の場合、こ
の製造上の問題は、横隔壁１ｇと１ｈがひだ付き
平面部材１と一体構成部品であり、ひだ１ａと１
ｂにおける相応した端面１ｅと１ｆに一体に成形
されていることによつて解消される。かかる一体
のひだ付き平面部材１は金属あるいは合成樹脂の
深絞り部品として、あるいは合成樹脂の射出成形
品として作ることが良い。その場合単純で安価な
工具が使用できるので、その製造に高い工具費用
はかからない。更に非常に安い工具費用により、
後で詳述するようにひだ付き平面部材１を最適に
するために種々の工具を用意できる。

特に第３図において横隔壁１ｇと１ｈが傾斜し
て走つていることがわかる。従つてすべてのひだ
１ａと１ｂに対して漏斗状に広がる流入ないし流
出開口が得られ、この流入ないし流出開口は冷却
材流の流れ断面積に合わされ、流入ないし流出開
口の範囲における流れ抵抗を大きくすることはな
い。かかる漏斗状の入口ないし出口開口は西ドイ
ツ特許第2444864号明細書に記載されているひだ
付き平面部材において既に実施されている。

第２図においてａはひだの深さであり、ｂは２
つのひだ壁１ｉの間隔である。特に深絞り成形品
に対して、ひだの深さａが２つのひだ壁１ｉの間
隔ｂの約６倍であるようにひだ付き平面部材を寸
法づけると良い。ひだ壁１ｉを通つて１つの流路
から別の流路への熱伝達を最適にするために、２
つのひだ壁１ｉの間隔ｂをひだ内の空気の流速に
関連してひだ内に乱れた空気流が得られるように
決めるとなお良い。それによつて空気の流れに対
して横の熱勾配の形成が防止され、これはひだ壁
１ｉの熱伝導を最適にする。更にひだ１ａおよび
１ｂに対するひだ壁１ｉの間隔を異ならせること
ができる。内側回路および外側回路を循環する空
気量はキヤビネツトから放出すべき廃熱に合わさ
れる。

第４図における部分斜視図は流れの乱れを高め
る別の方策を示している。第４図においてひだ壁
１ｉにはひだ１ａの流れ室に突き出した膨出部分
１ｋが設けられている。たとえば実施例のような
ウエブあるいは突起でよいかかる膨出部分１ｋに
よつて、ひだ１ａ内における流れの乱流が高めら
れる。第４図における実施例のように対向して位
置するひだ壁１ｉにおける膨出部分１ｋがずらし
て配置されている場合、乱流の向上作用は一層改
善される。

第１図ないし第３図においてひだ付き平面部材
１には平坦部分２が形成され、この平坦部分２に
はひだ付き平面部材１の外側ひだ壁に続いている
側壁２ａが設けられている。ひだ１ａと１ｂの両
方の別々の流路はこの平坦部分２によつてひだ付
き平面部分１の外側でも分離され、その場合平坦
部分２は組立面として、および送風機とその電気
接続部を収容するための側壁２ａと一緒に形成さ
れたケーシングとして用いられる。

第５図ないし第７図は、第６図にも示されてい
る第１図におけるひだ付き平面部材をもつた本発
明に基づく熱交換器の構造を示している。ひだ１
ａを覆うためにカバープレート３が設けられ、こ
のカバープレート３は側壁３ａによつてキヤツプ
状に形成されている。組立補助具としても使用す
るカバープレート３には開口３ｂが設けられ、別
の開口３ｃには送風機が設けられている。第７図
に示したようにカバープレート３はひだ付き平面
部材１の上に被せられる。開口３ｂは横隔壁１ｈ
の範囲にあり、開いているひだ１ａの上に位置し
ている。カバープレート３をひだ付き平面部材１
にダスト密に接続するために、側壁３ａを外側の
ひだ壁１ｉに、カバープレート３を端面１ｆの周
囲線に沿つてひだ付き平面部材１にそれぞれ気密
ないしダスト密に接続すれば十分である。これは
相応した帯状パツキングによつて行なうことがで
き、その場合ひだ１ａを掃除するために後でカバ
ープレート３を容易に取り外せる。気密接続のた
めにカバープレート３とひだ付き平面部材１とを
互に貼着することもできる。更にひだ付き平面部
材１の側面１ｃの全面におけるひだ壁１ｉ間のウ
エブ部分をカバープレート３に固定することが、
熱交換器の安定性にとつて有利である。

第８図は本発明に基づく熱交換器の使用状態を
断面図で示している。その場合第７図における実
施形態が示され、ひだ付き平面部材１の側面１ｄ
に支持プレート４が被せられ、この支持プレート
４はひだ付き平面部材１から張り出し、カバープ
レート３の側壁３ａおよび平坦部分（ケーシン
グ）２の側壁２ａに気密に接続されている。支持
プレート４のひだ付き平面部材１および側壁２
ａ，３ａとの気密ないしダスト密の接続に対して
第７図における実施形態が適用される。特にひだ
１ａを掃除するためにカバープレート３を取り外
せるようにするため、側壁３ａをたとえば帯状パ
ツキンで着脱可能に気密に支持プレート４に固定
することが有利である。支持プレート４には開口
４ａが設けられ、この開口４ａは横隔壁１ｈの範
囲においてひだ１ｂの上に配置され、このひだ１
ｂを開放している。別の開口４ｂを通して第２の
流路に対する空気が導通される。カバープレート
３と支持プレート４によつてケーシング５が形成
され、この中に空気回路用の送風機６が設けられ
ている。平坦部分２は支持プレート４と一緒に類
似したケーシング７を形成している。このケーシ
ング７の中には別の空気回路用の送風機８がその
電気接続部と一緒に組み込まれている。両方の空
気回路に対して、支持プレート４の開口４ａ，４
ｂがキヤビネツト内部に開口していると仮定す
る。その場合矢印９は電子機器キヤビネツトの内
部空気の流れ方向を示している。キヤビネツト内
部空気は開口４ｂを通つて熱交換器に流入し、ひ
だ１ｂを貫流し、冷却されて開口４ａを通つて再
びキヤビネツト内部室に戻る。矢印１０は外気の
流れ方向を示している。外気は開口３ｃを通つて
流入し、ひだ１ｂ内の空気流と逆向きにひだ１ａ
を貫流し、開口３ｂを通つて再び外に流出する。
両方の回路９と１０が互に気密ないしダスト密に
分離されているので、電子機器キヤビネツトのダ
スト密の封鎖状態において、電子機器キヤビネツ
トの廃熱の放出が保証される。

第９図は本発明に基づく熱交換器のひだ付き平
面部材１の別の実施形態を側面１ｄの平面図で示
している。この実施例の場合ひだ付き平面部材１
は互にかみ合い接続部１３を介してダスト密およ
び気密に接続されている部材部分１１と１２から
成つている。実施例においてかみ合い接続部とし
て溝−差込み突起形接続部が設けられている。こ
の実施例において２つの部材部分１１は構造が同
じであり、これらはひだ１ａと１ｂに一体に成形
された横隔壁１ｈと１ｇを有している。中間部品
として挿入された部材部分１２は、溝−差込み突
起形接続部を明らかにするために、第１０図に斜
視図で示されている。かかる部材部分１１，１２
によれば積み木原理で種々の長さのひだ付き平面
部材１を作ることができ、これは種々の大きさの
ひだ付き平面部材の製造および貯蔵を著しく簡単
にする。部材部分１１，１２が合成樹脂射出成形
品として作ることが良い。かみ合い接続部１３の
範囲における厚肉部１４は、第４図で詳細に述べ
たように流れの乱れを大きくするためにも使用さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく熱交換器のひだ付き平
面部材の斜視図、第２図は第１図のひだ付き平面
部材の部分断面斜視図、第３図は第１図における
−線に沿う断面図、第４図はひだ付き平面部
材の異なる実施例の部分断面斜視図、第５図はカ
バープレートの斜視図、第６図は第１図に相応し
たひだ付き平面部材の斜視図、第７図は第５図の
カバープレートと第６図のひだ付き平面部材を組
み合わせた熱交換器の斜視図、第８図は第７図に
おける−線に沿う断面図、第９図はひだ付き
平面部材の異なる実施例の部分平面図、第１０図
は第９図における部材部分の斜視図である。 １……ひだ付き平面部材、１ａ，１ｂ……ひ
だ、１ｃ，１ｄ……ひだ付き平面部材の側面、１
ｅ，１ｆ……ひだの端面、１ｇ，１ｈ……横隔
壁、１ｉ……ひだ壁、１ｋ……膨出部、２……平
坦部分、２ａ……側壁、３……カバープレート、
３ａ……側壁、３ｂ，３ｃ……開口、４……支持
プレート、４ａ，４ｂ……開口、５……ケーシン
グ、６……送風機、７……ケーシング、８……送
風機、９，１０……空気の流れ方向、１１，１２
……ひだ付き平面部材の部材部分、１３……接続
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各ひだが両端面において１つおきに交互に横
   隔壁で気密に閉鎖されており、横隔壁がひだ付き
   平面部材のひだに一体に形成されており、その際
   ひだ付き平面部材が深絞り部品であるような合成
   樹脂製のひだ付き平面部材をもつた電子機器キヤ
   ビツトの熱交換器において、ひだ１ａ，１ｂの深
   さａがひだ壁１ｉの間隔ｂの約６倍であり、ひだ
   付き平面部材１に形成された平坦部分２がひだ付
   き平面部材の側面１ｃ，１ｄに対して平行してひ
   だ付き平面部材の一端面１ｆに設けられているこ
   とを特徴とする電子機器キヤビネツトの熱交換
   器。 ２ 平坦部分２にカバー３が取り付けられている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱
   交換器。 ３ ひだ付き平面部材１が、互いにかみ合い接続
   で気密に接続されている少なくとも２つの部材部
   分１１，１２から成つていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の熱交換器。 ４ 部材部分１１，１２が溝と差し込み突起を介
   して互いに接続されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第３項記載の熱交換器。 ５ ひだ壁１１が膨出部１ｋを備えていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項の
   いずれか１つに記載の熱交換器。 ６ ひだ付き平面部材１におけるひだ壁１ｉの間
   隔ｂが、ひだ１ａ，１ｂ内の空気の流速に関連し
   てひだ１ａ，１ｂの中に乱流が生ずるように決め
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第５項のいずれか１つに記載の熱交換
   器。