(57)【要約】【課題】熱交換器の風の流れる方向からの投影面積を小さくし、熱交換能力、信頼性、および、配置レイアウトの自由度を向上させ、さらに低コスト化の可能な熱交換器の提供を目的とする。【解決手段】金属製送液チューブ１を風の流れる方向と平行に配置し、金属製送液チューブ１に形成された扁平加工部１ａに、表面が風の流れと平行になるように繰り返し折り曲げられた金属板５を配置し、ダクト３ａ、３ｂによって金属製送液チューブ１及び繰り返し折り曲げられた金属板４を挟むように風洞を形成し、ファン２によって、送風ダクト３ａ及び３ｂから形成された風洞内に空気が送風される。そして、風洞内の金属板５が冷却され、扁平加工部１ａを経て金属製送液チューブ１内の液体と熱交換することで、液体が冷やされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風を送るファンと、前記ファンからの風を導く送風ダクトと、前記送風ダクト内の風の流れる方向と平行に配置され、かつ、一部が扁平に加工された金属製送液チューブと、前記金属製送液チューブの扁平加工された部分に接する平面部を有し、かつ、表面が前記風の流れる方向と平行になる複数の面を有する金属板とからなる熱交換器。
【請求項２】
前記金属製送液チューブは、複数の箇所で扁平加工が施され、それぞれの箇所に前記金属板が配置され、前記金属製送液チューブの扁平加工されていない部分で任意の方向に折り曲げられている請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記金属製送液チューブの内面に凸部を有する請求項１または２記載の熱交換器。
【請求項４】
前記凸部は、前記金属製送液チューブの内面に対向して複数配置されている請求項３記載の熱交換器。
【請求項５】
前記金属板は、繰り返し折り曲げることにより複数の面を形成している請求項１乃至４のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項６】
前記金属板は、前記複数の面に切り起こし部が形成されている請求項５記載の熱交換器。
【請求項７】
前記金属板は、前記送風ダクトにより前記金属製送液チューブの前記扁平部に押し付けられている請求項５または６記載の熱交換器。
【請求項８】
前記金属板は、金属ベース部に複数のフィンが形成されたヒートシンクである請求項１乃至４のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項９】
前記金属ベース部で前記金属製送液チューブの扁平加工された部分を挟むようにした請求項８記載の熱交換器。
【請求項１０】
平行に配置され、直管状に形成された複数の前記金属製送液チューブを連結する連結パイプを有する請求項１乃至９のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記連結パイプはゴムチューブである請求項１０記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高性能化、小型化、電子機器内におけるレイアウトの自由化を図れるようにした熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコンや映像機器などの電子機器は、高性能化が進むに伴って、発熱が問題となってきている。
【０００３】
このため、ファンや液冷等、種々の熱交換器を用いた冷却が行われている。
【０００４】
従来のプレートフィンタイプやコルゲートフィンタイプの熱交換器では、内部に液体が流れるチューブが、風の流れる方向と直交する向きに配置され、さらに空気との接触面積を増大させるために、その表面に、例えば、特許文献１に記載されているようなフィンが形成されていた。
【０００５】
図６は特許文献１に記載された従来の熱交換器を示しており、図６（ａ）は全体正面図、図６（ｂ）はコア部の部分拡大斜視図である。
【０００６】
図６において、厚さ方向に所定の間隔を隔てて平行状に配置された複数本の扁平チューブ１０１の相互間に、コルゲートフィン１０２が配置され、扁平チューブ１０１の両端に配置された中空ヘッダー１０３、１０４のチューブ挿入孔に、扁平チューブ１０１の端部を挿入し、ろう付けにより液密状態に接合されている。
【０００７】
上部ヘッダー１０３には冷媒入口管１０５、下部ヘッダー１０４には冷媒出口管１０６がそれぞれ設けられている。
【０００８】
上記構成において、上部ヘッダー１０３の冷媒入口管１０５から流入した冷媒は、上部ヘッダー１０３に流入したのち、各扁平チューブ１０１を流下して下部ヘッダー１０４に至り、冷媒出口管１０６から熱交換器外へと流出する。そして各扁平チューブ１０１を流通する間に、扁平チューブ１０１間に形成されたコルゲートフィン１０２を含む空気流通間隙を流通する空気と熱交換を行う。
【０００９】
矢印は風の流れる方向を示すもので、風がスムーズに流れるように、所定幅の金属板が波状に折り曲げられたコルゲートフィン１０２の板の表面に沿った方向となっている。
【特許文献１】特開平９−２８０７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の構成では、風の流れる方向と扁平チューブ１０１の長手方向とが直交しているため、扁平チューブ１０１と空気との接触時間が短く、効率よく熱交換が行われない。そこで、熱交換を効率良くするために、中空ヘッダー１０３、１０４を使って、複数本の扁平チューブ１０１に液を分岐し、さらに扁平チューブ１０１の間にコルゲートフィン１０２を配置する構造となっている。
【００１１】
この構造のため、熱交換器の風の流れる方向からの投影面積は大きくなる、また、可能な限り温まっていない空気を熱交換器に導きたいために、熱交換器を取り付けられるセットの吸気口近傍におく必要があるなど、セットのレイアウトに非常に制約を与えていた。
【００１２】
さらに、扁平チューブ１０１と中空ヘッダー１０３とのろう付け、熱伝導をよくするために扁平チューブ１０１とコルゲートフィン１０２とのろう付けが必要であり、ろう付け箇所が多くコスト的に非常に高いものであった。また、扁平チューブ１０１と中空ヘッダー１０３とのろう付け箇所から液漏れする恐れも高かった。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するもので、風の流れる方向からの投影面積を小さくし、配置レイアウトの自由度を上げ、さらに、送液チューブの本数を少なくして、液漏れの恐れを削減し、また、低コスト化の可能な熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記従来の課題を解決するために本発明の熱交換器は、風を送るファンと、前記ファンからの風を導く送風ダクトと、前記送風ダクト内の風の流れる方向と平行に配置され、かつ、一部が扁平に加工された金属製送液チューブと、前記金属製送液チューブの扁平加工された部分に接する平面部を有し、かつ、表面が前記風の流れる方向と平行になる複数の面を有する金属板とからなり、送風ダクトにて金属製送液チューブ及び金属板を挟み込み、金属製送液チューブ及び金属板に風を送るようにしたものである。
【００１５】
また、前記金属製送液チューブは、複数の箇所で扁平加工が施され、それぞれの箇所に前記金属板が配置され、前記金属製送液チューブの扁平加工されていない部分で任意の方向に折り曲げられており、内面に凸部を有している。
【００１６】
これによって、風の流れる方向からの投影面積を小さくし、配置レイアウトの自由度を上げ、さらに、送液チューブの本数を少なくすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明の熱交換器によれば、レイアウトの自由度が飛躍的に上がり、セットの小型化が可能である。
【００１８】
さらに、ダクト構造により、熱交換器を通った風を使って他の部品を冷却することが可能である。さらに、送液チューブは少ない本数で構成することが可能であるので、液漏れの恐れが非常に少なくなる。
【００１９】
さらに、ろう付けの箇所が少ないか、もしくはろう付け無しで構成できるので、コスト的にも非常に安く構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における熱交換器の斜視図である。
【００２２】
材料がアルミまたは銅よりなる金属製送液チューブ１が、ファン２及び送風ダクト３ａ、３ｂにより流れる風の方向（矢印方向）と、熱交換部分が平行になるように配置されている。金属製送液チューブ１は前方でＵ字型に曲げられて折り返されている。
【００２３】
金属製送液チューブ１の熱交換部分には扁平加工部１ａが形成されている。そして、扁平加工部１ａに接する平面部５ａを有し、かつ、表面が風の流れと平行になるように繰り返し折り曲げられた金属板５が、金属製送液チューブ１の扁平加工部１ａに接するようにろう付けにより取り付けられ、金属製送液チューブ１及び繰り返し折り曲げられた金属板５が、送風ダクト３ａ及び３ｂにより覆われている。
【００２４】
送風ダクト３ａ及び３ｂは図示しないネジによって密着して風洞を形成している。
【００２５】
以上のように構成された本実施の形態の熱交換器における熱交換作用について説明する。
【００２６】
発熱部（図示せず）で奪った熱は金属製送液チューブ１内の液体循環により運ばれ、その熱を金属製送液チューブ１の扁平加工部１ａに取り付けられた金属板５に伝達される。
【００２７】
一方、ファン２によって、送風ダクト３ａ及び３ｂから形成された風洞内に空気が送風される。そして、風洞内の金属板５が冷却され、扁平加工部１ａを経て金属製送液チューブ１内の液体と熱交換することで、液体が冷やされる。冷やされた液体は金属製送液チューブ１内を循環し、発熱部に再び戻り、発熱部の熱を奪う。
【００２８】
ここで、図２の金属製送液チューブ１の断面図に示すように金属製送液チューブ１は、円管の内部の上下に凸部１ｂが２箇所形成されており、扁平加工時に、円管が押しつぶされ、凸部１ｂ同士がそれぞれの端面に当たり、安定した扁平加工が容易にできるようになっている。
【００２９】
また、金属製送液チューブ１の内部に凸部１ｂが形成されることにより、液体と金属製送液チューブ１との接触面積が増え、より、液体の熱を金属製送液チューブ１に伝達させることができる。このため、凸部１ｂはさらに多くても良い。
【００３０】
また、金属製送液チューブ１を扁平加工することにより、繰り返し折り曲げられた金属板５の平面部５ａとの接触面積が増え、金属製送液チューブ１から金属板５に、より、熱を伝えることができる。
【００３１】
金属製送液チューブ１は、扁平加工されていない部分で曲げることにより、送風ダクト３ａ及び３ｂの幅を変えることにより、送風ダクト３ａ及び３ｂ内部で、複数回通すことが可能であり、熱交換効率を上げることができる。曲げる回数は、セット内のスペースとの兼ね合いで適宜設定すればよい。
【００３２】
また、扁平加工されていない部分で曲げずに、ゴム配管等で接続してもよい。こうすれば曲げ加工が不要になり、直線状の円管とすることができ、熱交換器のコストを下げることができる。
【００３３】
また、繰り返し折り曲げられた金属板５は、図３の部分断面斜視図に示すような切り起こし部５ｂが形成されてもよい。切り起こし部５ｂにより、送風ダクト３内の風の流れに乱れが発生し、熱交換能力を向上させることができる。
【００３４】
図４は、本実施の形態の熱交換器の他の例を示す斜視図である。図４において、図１と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００３５】
この例では、金属製送液チューブ１の複数の箇所で扁平加工が施され、扁平加工されていない部分で任意の方向に折り曲げられている。
【００３６】
その扁平加工を施された部分に、それぞれ、繰り返し折り曲げられた金属板５が取り付けられ、送風ダクト３ａ、３ｂにより覆われている。
【００３７】
なお、本実施の形態では、金属製送液チューブ１の扁平加工部１ａと金属板５をろう付けするようにしたが、送風ダクト３ａ、３ｂにより覆う際に、金属製送液チューブ１の扁平加工部１ａを金属板５で挟み、さらに金属板５を扁平加工部１ａに押し付けるようにネジで送風ダクト３ａ、３ｂ同士を締結するようにすれば、ろう付けなどの必要はなくなり、したがって、ろう付け箇所の液漏れの問題も発生せず、さらに部品の交換も容易である。
【００３８】
また、金属製送液チューブ１の内部に凸部１ｂが形成されていることにより、金属板５を送風ダクト３ａ、３ｂで押し付けても、金属製送液チューブのつぶれを防止でき、液が流れなくなることはない。
【００３９】
このように、本実施の形態によれば、金属製送液チューブ１が、ファン２及び送風ダクト３ａ、３ｂにより流れる風の方向と、熱交換部分が平行になるように配置されるため、風の流れる方向からの投影面積を小さくすることができ、セット内で、まとまった空間を要することなく、熱交換能力を上げることができる。
【００４０】
また、送風ダクト３により導かれた風を他の発熱部（図示せず）に導き、その部品も冷却することが可能となる。
【００４１】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における熱交換器の断面図である。図５において、実施の形態１の図１と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００４２】
本実施の形態では、実施の形態１における繰り返し折り曲げられた金属板５に代えて、図５に示すような金属ベース部６ａにフィン６ｂが形成されたヒートシンク６としている。
【００４３】
そして、上下のヒートシンク６で金属製送液チューブ１の扁平加工部１ａを挟み、ネジ７でヒートシンク６同士を締結する。
【００４４】
また、実施の形態１と同様に、金属製送液チューブ１の内部に凸部を形成すれば、上下のヒートシンク６をネジ７で締結しても、金属製送液チューブのつぶれを防止でき、液が流れなくなることはない。
【００４５】
図示していないが、さらに送風ダクト３ａ、３ｂにより覆われ、送風ダクト３により導かれた風によって冷却される。
【００４６】
本実施の形態のように、金属製送液チューブ１の扁平加工部１ａを挟み、ネジ７でヒートシンク６同士を締結するようにすれば、ろう付けなどの必要はなくなり、したがって、ろう付け箇所の液漏れの問題も発生せず、さらに部品の交換も容易である。
【００４７】
この場合、金属製送液チューブ１とヒートシンク６との間には、グリース等の熱伝導材が塗布されているのが望ましい。
【００４８】
このようにすることで、本実施の形態においても、送風ダクト３ａ、３ｂにより流れる風の方向と、金属製送液チューブ１の熱交換部分が平行になるように配置されるため、風の流れる方向からの投影面積を小さくすることができ、セット内で、まとまった空間を要することなく、熱交換能力を上げることができる。
【００４９】
また、送風ダクト３により導かれた風を他の発熱部（図示せず）に導き、その部品も冷却することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明にかかる扁平加工部を持つ金属製送液チューブと繰り返し折り曲げられた金属板による熱交換器は、風の流れる方向からの投影面積を小さくすることができるため、セットのレイアウトに制約を与えずに性能を上げることができ、セットの小型化が可能となる。
【００５１】
また、少ない本数の送液チューブで構成することができ、液漏れの恐れが減り、信頼性を高め、低コストで構成することができるので、液体循環方式の冷却装置の熱交換器の用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態１における熱交換器の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における金属製送液チューブの断面図
【図３】本発明の実施の形態１における他の熱交換器の部分断面斜視図
【図４】本発明の実施の形態１における熱交換器の他の例を示す斜視図
【図５】本発明の実施の形態２における熱交換器の断面斜視図
【図６】従来の熱交換器の全体正面図、及びコア部の部分拡大斜視図
【符号の説明】
【００５３】
１  金属製送液チューブ
１ａ  扁平加工部
１ｂ  凸部
２  ファン
３ａ、３ｂ  送風ダクト
５  金属板
５ａ  平面部
５ｂ  切り起こし部
６  ヒートシンク
６ａ  金属ベース部
６ｂ  フィン
７  ネジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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