JPH0561673U - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異なる流体の流通用通路溝を交互に形成する
熱交換器用エレメントを構成する通路構成要素のエンド
部材への組付け性やシール性を向上させる。 【構成】 長尺中空状の通路構成要素４を並設しその内
部と隣接する要素間とに異なる流体を流す第１、第２の
通路溝５，６を交互に形成する熱交換器用エレメント３
を構成する。このエレメント両端側に配設されるエンド
部材１０，１１に、通路構成要素の差込み空間２０，２
１を形成する。通路構成要素の端部を閉塞する側の差込
み空間の奥側壁部１８に、要素断面形状に合わせた盛り
上がり部４０とその両側に各通路溝６，６間を仕切るリ
ブ状ガイド５０とを突設する。これら盛り上がり部とリ
ブ状ガイドとによって構成される部分に接着剤４１が付
着し、通路構成要素を差込み固定する。

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内蔵してなる各種の電 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。このような冷却手段としては、ファン等により筐体内に外気を 強制的に供給し、さらに内部を循環させて排出する強制空冷式のものが最も一般 的であるが、内部部品に影響を与えるために筐体内への塵埃等の侵入をフィルタ 等で防止することが必要で、しかもこのフィルタの目詰りによる保守、点検作業 も頻繁となり、さらにこのようなフィルタでは濾過性能の面で確実性に欠け、ま た塵挨と共に問題となる湿気に対しては全く無防備であった。

【０００３】 このため、この種の電子機器、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するようにしたものが、従来から提案 されている。このような従来の熱交換器として最も一般には、断面略コ字状を呈 するように板材を順次折曲げ形成することで、内、外通路溝を交互に形成してな る構造によるものが知られているが、加工が面倒かつ煩雑で、しかも各通路溝の 溝幅を保つためのスペーサ等の構成部品やその組込み作業等が必要となるもので あった。さらに、各通路溝の入口および出口部分で乱気流が生じ易く、空気流の 流入、流出が妨げられて流通量が小さくなり、熱交換効率が低下するといった問 題も避けられないものであった。これは、各通路溝の入口、出口において、その 隣接する部分に他方の溝を形成する壁部が、空気流を遮る状態で存在し、これに 空気流が衝突して乱流となるためであった。さらに、上述した従来構造では、各 通路溝の入口、出口の位置関係から各溝内での空気流の流れも屈曲部を有してい ることから円滑に行なえず、各溝内でも空気溜りや乱流を生じ易く、熱交換効率 が低下してしまう等の問題もあった。

【０００４】 このため、本出願人は、実開昭60-71875号公報等により、両端部側縁部分を互 いに相反する方向に折曲げ形成するとともに、これら両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 曲げ形成してなる長方形状を呈する複数枚の平板状プレート片を、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が互いに接合 されるようにして所定間隔をおいて積層することで、異なる流体が流れる通路溝 を交互に形成するようにしてなるエレメントを有する熱交換器を先に提案してい る。このような構造によれば、各部の加工、組立てが比較的簡単に行なえるとと もに、各通路溝の入口、出口における開口面積を、他方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 することが可能で、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。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このように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、その側縁部分を折曲げた状態で形成する等といった加 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 の問題などを生じるものであった。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を構成する部品点数が多く、その組立作業等がき わめて煩雑であった。

【０００６】 また、上述した従来構造では、二種類の通路溝を、これら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、さらに熱交換器 用エレメントやその端部に組み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、組立性の面で も問題をもつもので、またエレメント全体での熱交換効率の面からも問題を生じ ている。すなわち、この種の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ためには、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を大きくし、構造が複雑化するものであった。

【０００７】 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。

【０００８】

【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てなり、 各エンド部材を、エレメントの各端部が差し込まれる差込み空間を有し、そのう ちの通路構成要素の端部を閉塞する側の差込み空間における奥側壁部に、通路構 成要素の断面形状に合わせた盛り上がり部とその両側で各通路溝間を仕切るリブ 状ガイドとを突設し、これら盛り上がり部とリブ状ガイドとからなる部分に接着 剤が付着した状態で通路構成要素を差込み固定するようにしたものである。

【０００９】

【作用】 本考案によれば、長尺中空状通路構成要素の端部を閉塞する側のエンド部材に おける差込み空間において、奥側の壁部に突設された通路構成要素の断面形状に 応じた盛り上がり部とその両側で各通路溝間を仕切るリブ状ガイドとからなる部 分に、接着剤を充填し、この部分に通路構成要素を差し込んで臨ませることによ り、この通路構成要素を接着固定と端部閉塞とを確実に行なえるものである。

【００１０】

【実施例】

図１ないし図１１は本考案に係る熱交換器の一実施例を示すものであり、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。

【００１１】 まず、図１１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１ないし図４、さらに図７ないし 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。

【００１２】 ここで、本考案によれば、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。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。

【００１３】 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。なお、上述したようにして熱交換器用エレメント３に、一 つおきに区分けされて形成されている外、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。

【００１４】 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るようになっている。そして、これらエンド部材１０ ，１１の一側面には、前記エレメント３の一方の通路溝５または６に流体を導入 するための流入口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ための流出口１４，１５ がスリット溝形状をもって形成されている。 なお、図中１６は前記流入口１１，１２の内側部分に配置された流体吸込み用 ファン、１７はこれらのファン１６の内側でエンド部材１０，１１内に形成され た吸込室である。

【００１５】 さらに、上述したエンド部材１０，１１においてこの吸込室１７，１７と前記 エレメント３の差込み空間２０，２１との間の隔壁１８，１９には、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。

【００１６】 そして、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１０，１ １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が差し 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１０，１１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である。

【００１７】 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内に導入させるような構成と なっており、また他側面の流出口１４が筐体２の外部に臨んで設けられている。 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 出させ得るように筐体２内に臨んでいる。なお、この下方のエンド部材１１にお いて導入口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。

【００１８】 また、本実施例では、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平行して形成され た複数の通路溝を有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前記一方の通路溝５または６に流体を導入する ための流入口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た めの流出口１４，１５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の端部が差し込まれる差込み空間２０，２１の奥側の壁 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の奥側の隔壁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。

【００１９】 ここで、これらのリブ状ガイド５０；５１，５１は、図５の(a),(b) 、図６の (a),(b) 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 間の仕切りとガイドとしての機能を発揮し得るようになっている。

【００２０】 そして、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ばかりでなく、エンド部材１０，１１の通路構成要素４ を差し込む差込み空間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によって、長尺中空状の 通路構成要素４の組付け性を向上させるとともに、各通路溝群間でのシール性を 確保し得るものである。

【００２１】 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、各エンド部 材１０，１１に形成したエレメント３における通路構成要素４の各端部が差し込 まれる差込み空間２０，２１のうち、長尺中空状の通路構成要素４の端部が閉塞 される側のエンド部材１０での差込み空間２０における奥側壁部（隔壁１８）に 、図１０からも明らかなように、通路構成要素４の中空断面形状に合わせた形状 をもちかつ断面が円弧状を呈する盛り上がり部４０とその両側で各通路溝５，６ 間を仕切るリブ状ガイド５０とを突設し、これら盛り上がり部４０とリブ状ガイ ド５０とからなる部分に接着剤４１を充填させた状態で通路構成要素４を差込み 、その端部を接着固定するように構成している。

【００２２】 そして、このような構成によれば、通路構成要素４の端部を閉塞する側のエン ド部材１０における差込み空間２０において、奥側の壁部（隔壁１８）に突設さ れた通路構成要素の断面形状に応じた盛り上がり部４０とその両側で各通路溝間 を仕切るリブ状ガイド５０，５０とからなる部分とこれに充填した接着剤４１と によって、この部分に差し込んで臨ませられる通路構成要素４を、確実に接着固 定するとともにその端部を閉塞し得るものである。

【００２３】 以上のような構成によれば、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１ ０，１１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、構成の簡素化や組み立て 性の向上、さらにコスト低減化などを達成するうえで効果を発揮し得る。

【００２４】 さらに、上述したような構成構造では、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、全体の小型かつコンパクト化を図れるなどの利 点もある。

【００２５】 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。

【００２６】

【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てなり、各エ ンド部材を、エレメントの各端部が差し込まれる差込み空間を有し、そのうちの 通路構成要素の端部を閉塞する側の差込み空間における奥側壁部に、通路構成要 素の断面形状に合わせた盛り上がり部とその両側で各通路溝間を仕切るリブ状ガ イドとを突設し、これら盛り上がり部とリブ状ガイドとからなる部分に接着剤が 付着した状態で通路構成要素を差込み固定するようにしたので、簡単な構造にも かかわらず、通路構成要素の端部断面形状に応じた盛り上がり部とその両側で各 通路溝間を仕切るリブ状ガイドと、この部分に充填した接着剤とで通路構成要素 を差し込んで確実に接着固定し得るとともに、この要素端部の閉塞を確実に行な え、通路溝間でのシール性を確保し得るという実用上種々優れた効果がある。

【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す全体の
概略断面図である。

【図２】図１の概略側面図である。

【図３】図１とは異なる位置での概略断面図である。

【図４】図１、図３における図２と反対側の概略側面図
である。

【図５】右側エンド部材において異なる通路溝に対応す
る位置での断面を(a),(b) に示した要部拡大断面図であ
る。

【図６】左側エンド部材において異なる通路溝に対応す
る位置での断面を(a),(b) に示した要部拡大断面図であ
る。

【図７】右側エンド部材において、(a) はその一方の側
面図、(b) はその内方端側から見た端面図である。

【図８】左側エンド部材において、(a) はその一方の側
面図、(b) はその内方端側から見た端面図である。

【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】通路構成要素とその端部を閉塞するエンド部
材側の差込み空間奥側壁部との組付け固定状態を説明す
るための概略図である。

【図１１】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 ４０ 盛り上がり部 ４１ 接着剤 ５０ リブ状ガイド ５１ リブ状ガイド

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺中空状の通路構成要素を所定間隔を
   おいて並設することにより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
   成するように構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前記通路溝群の一方
   に流体を導入するための流入口および通路溝群の他方か
   ら流体を導出させるための流出口を有する一対のエンド
   部材を備えてなり、前記各エンド部材は、前記エレメン
   トの各端部が差し込まれる差込み空間を有し、これらの
   差込み空間のうち、前記通路構成要素の端部を閉塞する
   側の差込み空間における奥側の壁部に、通路構成要素の
   断面形状に合わせた盛り上がり部を突設するとともに、
   その両側に各通路溝間を仕切るリブ状ガイドを突設し、
   これら盛り上がり部とリブ状ガイドとによって構成され
   る部分に接着剤が付着された状態で前記通路構成要素が
   差込み固定されていることを特徴とする熱交換器。