(57)【要約】      （修正有）【課題】熱交換設備における取付け、部品の分離と洗浄、メンテナンスに手間がかからないヒートパイプ用ケーシングを提供する。【解決手段】仕切り板及び仕切り板上の設置孔を挿通するヒートパイプと共に使用される熱交換器のヒートパイプ用ケーシング１００ａであって、ヒートパイプ用ケーシングは、第１のフランジ１１、第１の接続部１２、ヒートパイプが中に穿設される第１のチャンネル１３を含む第１のアセンブリ１０と、第２のフランジ２１、第２の接続部２２、第２のチャンネル２３を含む第２のアセンブリ２０とを含む。第１のフランジは、相当の可撓性を有し、第１の接続部に対してわずかに傾斜し、且つ第１のアセンブリは、第１の接続部と第２の接続部との緊密な接続により生じさせる力によって引張されることにより、第１のフランジを仕切り板の片側に緊密に当接させてわずかな変形を生じさせる密閉状態を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕切り板及び前記仕切り板上の設置孔を挿通するヒートパイプと共に使用される熱交換器のヒートパイプ用ケーシングにおいて、
前記仕切り板の片側に当接する第１のフランジと、前記第１のフランジに接続され、且つ前記設置孔を挿通する第１の接続部と、前記第１のフランジ及び前記第１の接続部を貫通し、且つ前記ヒートパイプが中に穿設される第１のチャンネルとを含む第１のアセンブリと、
前記仕切り板の前記第１のフランジに対向する他側に当接する第２のフランジと、前記第２のフランジに接続され、且つ前記第１の接続部に嵌設されて緊密に接続される第２の接続部と、前記第２のフランジ及び前記第２の接続部を貫通する第２のチャンネルとを含む第２のアセンブリとを含み、
前記第１のフランジは、可撓性を有し、前記第１の接続部に対して傾斜し、且つ前記第１のアセンブリは、前記第１の接続部と前記第２の接続部との緊密な接続により生じさせる力によって引張されることにより、前記第１のフランジを前記仕切り板の片側に緊密に当接させて変形を生じさせる密閉状態を有することを特徴とする熱交換器のヒートパイプ用ケーシング。
【請求項２】
前記第１のアセンブリは、前記第１の接続部に接続され、且つ前記第１のフランジから離隔するように延伸する延伸部と、前記延伸部を貫通し、前記第１のチャンネルに連通し、且つ口径が前記第１のチャンネルより小さい延伸チャンネルとを含み、前記ヒートパイプは、前記第１のチャンネル及び前記延伸チャンネルに穿設されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器のヒートパイプ用ケーシング。
【請求項３】
前記ヒートパイプに嵌着されるヒートパイプスリーブと、前記ヒートパイプスリーブに接続される第３のフランジとを含む第３のアセンブリをさらに含み、前記ヒートパイプは、前記延伸チャンネルに穿設され、且つ前記第３のフランジは、前記延伸チャンネルの前記第１のチャンネルに向く端部に受け止められることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器のヒートパイプ用ケーシング。
【請求項４】
前記第３のアセンブリは、テフロン（登録商標）（ポリテトラフルオロエチレン）の材質であることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器のヒートパイプ用ケーシング。
【請求項５】
前記第１のアセンブリは、前記第１の接続部の外縁に設けられる第１のねじ山を含み、前記第２のアセンブリは、前記第２の接続部の内縁に設けられ、前記第１のねじ山とペアで設けられる第２のねじ山を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器のヒートパイプ用ケーシング。
【請求項６】
当該仕切り板に対応する当該第１のフランジの輪郭は、多角形であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器のヒートパイプ用ケーシング。
【請求項７】
前記第１のアセンブリは、前記第１の接続部に接続され且つ前記第１のフランジから離隔するように延伸する面取りスリーブパイプを含むことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器のヒートパイプ用ケーシング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器のヒートパイプ用ケーシングに関し、より詳しくは、ヒートパイプと仕切り板との接続及び封止のために用いられる熱交換器のヒートパイプ用ケーシングに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換設備の分野において、組合せ型のプレート式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器などは、熱伝導率が高く、メンテナンスが容易で、経済的利益が高いなどの利点から幅広く利用されている。一方、プレート式熱交換器の熱交換プレートと固定構造は、長い長方形の面にて接触しているため、大面積での封止が必要になる。これに伴い、作動液の漏洩が生じやすく、熱交換プレート及びプレートガスケットが壊れやすいなどの欠点があるため、溶接により接続させる方式が一般的に採用される。ヒートパイプ式熱交換器は、各ヒートパイプと固定構造との間の接触面積が小さいため、理想的な封止性能を有するが、プレート式熱交換器よりもメンテナンス、清掃及び取付けに手間がかかるという欠点があった。
【０００３】
特許文献１は、熱伝導金属層と熱伝導支持層と熱伝導保護層とを含む熱伝導構造、及び当該構造を用いた熱交換装置、並びに熱交換システムを開示していた。当該熱伝導支持層は当該熱伝導金属層の表面を被覆し、当該熱伝導保護層は当該熱伝導支持層の表面を被覆する。その支持部と複数の熱伝導構造は、一般的に溶接の方式により封止して接合されるが、かかる接続形態は熱交換器を取り付ける際に、各熱伝導構造と支持部とを溶接させるための作業空間を予め保留する必要がある。それに加え、支持部と熱伝導構造とを分離させる際に、その溶接部位を取り除く必要があるため、それに伴い熱交換部品を損傷する恐れがある。そのため、いかにして従来技術の欠点を解消するかは、業界において解決が急がれる課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】台湾特許公報公告第４９４５３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来技術による熱交換設備において、熱伝導部品とその固定構造が溶接により組み付けられるのが一般的であるため、取付け、部品の分離と洗浄、メンテナンスに手間がかかるという課題を解決することを目的としてなされるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされる本発明は、仕切り板及び当該仕切り板上の設置孔を挿通するヒートパイプと共に使用される熱交換器のヒートパイプ用ケーシングを提供する。当該熱交換器のヒートパイプ用ケーシングは、第１のアセンブリと、第２のアセンブリとを含む。当該第１のアセンブリは、当該仕切り板の片側に当接する第１のフランジと、当該第１のフランジに接続され、且つ当該設置孔を挿通する第１の接続部と、当該第１のフランジ及び当該第１の接続部を貫通し、且つ当該ヒートパイプが中に穿設される第１のチャンネルとを含む。当該第２のアセンブリは、当該仕切り板の当該第１のフランジに対向する他側に当接する第２のフランジと、当該第２のフランジに接続され、且つ当該第１の接続部に嵌設されて緊密に接続される第２の接続部と、当該第２のフランジ及び当該第２の接続部を貫通する第２のチャンネルとを含む。なお、当該第１のフランジは、相当の可撓性を有し、当該第１の接続部に対してわずかに傾斜し、且つ当該第１のアセンブリは、当該第１の接続部と当該第２の接続部との緊密な接続により生じさせる力によって引張されることにより、当該第１のフランジを当該仕切り板の片側に緊密に当接させてわずかな変形を生じさせる密閉状態を有する。
【０００７】
さらに、当該第１のアセンブリは、当該第１の接続部に接続され、且つ当該第１のフランジから離隔するように延伸する延伸部と、当該延伸部を貫通し、当該第１のチャンネルに連通し、且つ口径が当該第１のチャンネルより小さい延伸チャンネルとを含み、当該ヒートパイプは、当該第１のチャンネル及び当該延伸チャンネルに穿設される。
【０００８】
さらに、前記熱交換器のヒートパイプ用ケーシングは、当該ヒートパイプに嵌着されるヒートパイプスリーブと、当該ヒートパイプスリーブに接続される第３のフランジとを含む第３のアセンブリをさらに含み、当該ヒートパイプは、当該延伸チャンネルに穿設され、且つ当該第３のフランジは、当該延伸チャンネルの当該第１のチャンネルに向く端部に受け止められる。
【０００９】
さらに、当該第３のアセンブリは、テフロン（登録商標）（ポリテトラフルオロエチレン）の材質である。
【００１０】
さらに、当該第１のアセンブリは、当該第１の接続部の外縁に設けられる第１のねじ山を含み、当該第２のアセンブリは、当該第２の接続部の内縁に設けられ、当該第１のねじ山とペアで設けられる第２のねじ山を含む。
【００１１】
さらに、当該仕切り板に対応する当該第１のフランジの輪郭は、多角形である。
【００１２】
さらに、当該第１のアセンブリは、当該第１の接続部に接続され且つ当該第１のフランジから離隔するように延伸する面取りスリーブパイプを含む。
【発明の効果】
【００１３】
以上から分かるように、本発明は、従来技術と比べて以下の利点を有する。
本発明に係る熱交換器のヒートパイプ用ケーシングは、第１のアセンブリと第２のアセンブリとを螺着する方式により緊密に接続させるだけで、当該仕切り板と当該第１のアセンブリ、当該第２のアセンブリとヒートパイプの間の隙間を封止することができ、作動液の漏洩や、確実な封止がなされないという問題はない。また、本発明に係る熱交換器のヒートパイプ用ケーシングは、部品間の隙間に対し溶接を行う従来の方式を採用しないため、溶接を行うための作業空間を予め保留する必要はないだけではなく、仕切り板におけるヒートパイプの設置密度を高め、すなわち単位面積当たりの熱交換効率を高めることができる。本発明に係る熱交換器のヒートパイプ用ケーシングは、洗浄及びメンテナンスを行う際に、当該第１のアセンブリ、当該第２のアセンブリを緩めるだけで、ヒートパイプを傷つけることなく且つ安全に仕切り板から取り外すことができるため、従来の溶接方式の欠点を改善することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の立体分解図である。
【図２】本発明に係る第１の実施形態の立体組合せ図である。
【図３】本発明に係る第１の実施形態における仕切り板の立体分解図である。
【図４】本発明に係る第１の実施形態における仕切り板の立体組合せ図である。
【図５】本発明に係る第１の実施形態における仕切り板の他側の平面組合せ図である。
【図６】本発明に係る第１の実施形態の使用状態における側面図である。
【図７Ａ】本発明に係る第１の実施形態の使用状態における断面図である。
【図７Ｂ】図７Ａの部分拡大図である。
【図７Ｃ】図７Ｂについて、当該第１のフランジに緊密に接続されることを示す図である。
【図８】本発明に係る第２の実施形態の立体分解図である。
【図９】本発明に係る第２の実施形態の使用状態における分解図である。
【図１０】本発明に係る第２の実施形態の使用状態における組合せ図である。
【図１１】本発明に係る第２の実施形態の使用状態における断面図である。
【図１２】本発明に係る第３の実施形態における立体分解図である。
【図１３】本発明に係る第３の実施形態の使用状態における組合せ図である。
【図１４】本発明に係る第３の実施形態の使用状態における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図６を参照して、本発明の達成しようとする目的を説明する。本発明は、仕切り板８００と、仕切り板８００上の設置孔８１０を挿通するヒートパイプ９００と共に使用される熱交換器のヒートパイプ用ケーシング１００ａを提供する。熱交換器は、一般的に、仕切り板８００に複数の設置孔８１０が設けられ、各設置孔８１０には、対応するヒートパイプ９００がそれぞれ取り付けられる。熱交換器におけるヒートパイプ９００の数は、ニーズに応じて設定されるものである。ヒートパイプ９００は内部に毛細構造、液気の二相で変化する熱伝導流体を備え、ヒートパイプ９００に関連する技術は当業者に周知されるものであるため、ヒートパイプ９００の内部構造の詳細な説明は省略する。
【００１６】
詳しく言えば、さらに、図６、図７Ａから図７Ｃを参照すると、熱交換の効率を向上させるために、ヒートパイプ９００の片側又は両側に複数の放熱フィン７００が接続されてもよい。熱交換器のヒートパイプ用ケーシング１００ａは、第１のアセンブリ１０と、第２のアセンブリ２０とを含む。第１のアセンブリ１０は、仕切り板８００の片側に当接する第１のフランジ１１と、第１のフランジ１１に接続され、設置孔８１０を挿通する第１の接続部１２と、第１のフランジ１１及び第１の接続部１２を貫通し、且つヒートパイプ９００が中に穿設される第１のチャンネル１３とを含む。第２のアセンブリ２０は、仕切り板８００の第１のフランジ１１に対向する他側に当接する第２のフランジ２１と、第２のフランジ２１に接続され、且つ第１の接続部１２に嵌設されて緊密に接続される第２の接続部２２と、第２のフランジ２１及び第２の接続部２２を貫通する第２のチャンネル２３とを含む。本実施形態による熱交換器のヒートパイプ用ケーシングにおいて、第１のアセンブリ１０は、第１の接続部１２の外縁に設けられる第１のねじ山１２１を含み、第２のアセンブリ２０は、第２の接続部２２の内縁に設けられ、第１のねじ山１２１とペアで設けられる第２のねじ山２２１を含む。これにより、第１の接続部１２と第２の接続部２２が仕切り板８００の両側に互いに対向して螺合され、且つ第１のフランジ１１、第２のフランジ２１にて仕切り板８００を挟むことにより、ヒートパイプ９００と設置孔８１０との間の隙間を封止する。また、第１のアセンブリ１０は、第１の接続部１２に接続され、且つ第１のフランジ１１から離隔するように延伸する延伸部１４と、延伸部１４を貫通し、第１のチャンネル１３に連通し且つ口径が第１のチャンネル１３より小さい延伸チャンネル１５とを含み、ヒートパイプ９００は、第１のチャンネル１３及び延伸チャンネル１５に穿設される。なお、延伸チャンネル１５は、ヒートパイプ９００に締まりばめにて設けられることが好ましく、これにより、熱が仕切り板８００の第２のアセンブリ２０に隣接する側から第１のアセンブリ１０に隣接する側へ流出することを防ぐことができる。図５を参照すると、第１のフランジ１１の仕切り板８００に対応する輪郭は、多角形であり、本実施形態による熱交換器のヒートパイプ用ケーシングにおいて、正六角形を例として説明する。仕切り板８００に複数の熱交換器のヒートパイプ用ケーシング１００ａが取り付けられる場合には、隣接する２つの第１のフランジ１１の多角形の外縁が互いに係合されることにより、回転や離脱などにより取り付けにくくなることを防ぐことができる。
【００１７】
図７Ｂを参照すると、第１のフランジ１１は、相当の可撓性を備える必要があり、第１の接続部１２に対してわずか傾斜して傘のような形をなすとともに、第１のフランジ１１と仕切り板８００の間にスリット４０が残される。図７Ｃを参照すると、第１の接続部１２が第２の接続部２２に緊密に接続されると力を生じさせ、すなわちヒートパイプ９００の軸方向に沿って第２のアセンブリ２０に向かって引張する引張力を生じさせ、当該引張力により、第１のフランジ１１は仕切り板８００に更に緊密に当接することになる。また、第１のフランジ１１に備わる可撓性により、力がかかるとわずかな変形を生じさせ、仕切り板８００に密着してスリット４０が完全に封止されて密閉状態になる。上記のように構成される本発明に係る熱交換器のヒートパイプ用ケーシング１００ａは、第１のアセンブリ１０及び第２のアセンブリ２０によって仕切り板８００の両側に緊密で安定的に設けられることにより、ヒートパイプ９００の両端において、優れた熱導体として機能し熱交換の目的を達成することができ、予熱回收設備や発電設備などに利用することが可能である。
【００１８】
図８〜図１０を参照すると、仕切り板８００とヒートパイプ９００との間の封止性能を一層向上させるために、本発明に係る第２の実施形態による熱交換器のヒートパイプ用ケーシング１００ｂは、ヒートパイプ９００に嵌着されるヒートパイプスリーブ３１と、ヒートパイプスリーブ３１に接続される第３のフランジ３２とを含む第３のアセンブリ３０をさらに含む。ヒートパイプ９００は、延伸チャンネル１５に穿設され、且つ第３のフランジ３２は、延伸チャンネル１５の第１のチャンネル１３に向き合う端部に受け止められる。本実施形態による熱交換器のヒートパイプ用ケーシングにおいて、第３のアセンブリ３０は、テフロン（登録商標）（ポリテトラフルオロエチレン）の材質である。図９を参照すると、使用者は、第１のアセンブリ１０と第２のアセンブリ２０とを仕切り板８００の両側に組み付け、第３のアセンブリ３０をヒートパイプ９００の本体に嵌着してから、ヒートパイプ９００を第１のチャンネル１３に挿通するように使用する。図１１を参照すると、第３のフランジ３２が延伸部１４に受け止められると、位置決めの目的を達成するとともに、第３のフランジ３２の延伸部１４と接触する箇所を封止することによって、封止効果を一層向上させることができる。
【００１９】
図１２〜図１４は、本発明の第３の実施形態に係る熱交換器のヒートパイプ用ケーシングを示す。熱交換器のヒートパイプ用ケーシング１００ｃの第１のアセンブリ１０は、第１の接続部１２に接続され、且つ第１のフランジ１１から離隔するように延伸する面取りスリーブパイプ１６を含み、且つ第２のアセンブリ２０は、第２の接続部２２に接続され、且つ面取りスリーブパイプ１６に対応するガイド溝２４を含む。面取りスリーブパイプ１６は、軸心近傍の位置から外向きに傾斜し、且つその内径はヒートパイプ９００の外径に適合するため、ヒートパイプと組み合わせると、ヒートパイプ９００と面取りスリーブパイプ１６の間の隙間を封止させることにより、上記第２の実施形態による熱交換器のヒートパイプ用ケーシングにおける、第３のアセンブリ３０による封止に類似する効果を得ることができる。
【００２０】
本発明に係る熱交換器のヒートパイプ用ケーシング１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、第１のアセンブリ１０と第２のアセンブリ２０とを螺合などの方式により緊密に接続させることによって、仕切り板８００におけるヒートパイプ９００の両端を固定し、さらに、延伸部１４、第３のアセンブリ３０を設けることによってその封止効果を向上させることができる。また、本発明に係る熱交換器のヒートパイプ用ケーシング１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、溶接作業を行うための空間を予め保留する必要はないため、各設置孔８１０の設置密度を高め、その熱伝導率を向上させることができる。洗浄及びメンテナンスを行う際は、第１のアセンブリ１０及び第２のアセンブリ２０を緩めるだけで、熱交換器のヒートパイプ用ケーシング１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、仕切り板８００及びヒートパイプ９００を別々に分離できるため、従来の溶接方式におけるメンテナンスのコストが高いという欠点を解消することができる。
【符号の説明】
【００２１】
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ    ヒートパイプ用ケーシング
１０    第１のアセンブリ
１１    第１のフランジ
１２    第１の接続部
１２１  第１のねじ山
１３    第１のチャンネル
１４    延伸部
１５    延伸チャンネル
１６    面取りスリーブパイプ
２０    第２のアセンブリ
２１    第２のフランジ
２２    第２の接続部
２２１  第２のねじ山
２３    第２のチャンネル
２４    ガイド溝
３０    第３のアセンブリ
３１    ヒートパイプスリーブ
３２    第３のフランジ
４０    スリット
７００  放熱フィン
８００  仕切り板
８１０  設置孔
９００  ヒートパイプ
【図１】
2019158327.tif 000003
【図２】
2019158327.tif 000004
【図３】
2019158327.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019158327.tif 000007
【図６】
2019158327.tif 000008
【図７Ａ】
2019158327.tif 000009
【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
2019158327.tif 000011
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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