(57)【要約】【課題】熱交換器用波板および該波板により構成する熱交換器【解決手段】連続する波条から構成される熱交換用板体１１であって、該波条は、それぞれ板体の４辺を構成する第１側から第２側、及び第１側から第３側、第４側から第２側に向けて傾斜し、これら波条から形成される複数の凸部１２１及び凹部１２２を具える。  該熱交換器は、これら複数の前記板体から構成され、各板体は、もう１つの板体と平行に隣接し、２つの隣接する板体の間に流路a1,a2,・・・を形成し、流体が該流路を通過する時、該波条が乱流を形成して、傾斜波形流路中に動態的な三次元渦流を形成し、熱伝導性能を大幅に向上する。【選択図】図６
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
連続した波条から構成される複数の凸部、凹部及び４辺形の相対する２辺と構成する第１側、第２側を有する板体であって、該波条は、該第１側から該第２側に傾斜して形成する熱交換用傾斜波形板。
【請求項２】
前記傾斜角度は９０度より小さい請求項１記載の傾斜波形板。
【請求項３】
前記傾斜角度が４５度である請求項１記載の傾斜波形板。
【請求項４】
前記板体は、４変形の相対する２辺である該第１側及び該第２側の間に接続する第３側及び第４側を有し、且つ該第３側が該第４側に相対し、且つ前記波板がそれぞれ該第１側から該第３側に傾斜し、第４側から第２側に傾斜する請求項１又は２又は３に記載の傾斜波形板。
【請求項５】
平行に隣接配置して一体に構成した複数の板体からなり、且つ各板体は連続する波条から構成される複数の凸部、凹部及び板体を構成する４辺形の相対する２辺である第１側、第２側を有し、該波条が該第１側から該第２側に傾斜して形成され、２つの隣接する板体の間に流路を形成する傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項６】
前記傾斜角度は９０度より小さい請求項５記載の傾斜波形板式熱交換器。
【請求項７】
前記傾斜角度が４５度である請求項５記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項８】
前記板体の一面の凸部及び凹部が隣接するもう１つの板体の相対面の凸部及び凹部に対応し、前記流路に波形を形成した請求項５記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項９】
前記板体の一面の凸部及び凹部が隣接するもう１つの板体の相対面の凹部及び凸部に対応して前記流路に波形を形成した請求項５記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項１０】
前記流路が熱交換流体にそれぞれ対応した複数の奇数側流路及び偶数側流路を構成する請求項５記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項１１】
前記奇数側流路は、第１流体を通過させ、前記偶数側流路は、第２流体を通過させる請求項１０記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項１２】
前記第１流体が熱流体及び冷流体のうちいずれか一方であり、前記第２流体がその他方である請求項１１記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項１３】
前記板体は、４辺形の各辺を構成する該第１側及び該第２側の間を接続する第３側及び第４側を有し、且つ該第３側が該第４側に相対し、且つ前記波板がそれぞれ該第１側から該第３側に傾斜し、第４側から第２側に傾斜する請求項６又は７又は１２に記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項１４】
前記奇数側流路の第３及び第４側が閉鎖され、前記総数流路の第３及び第４側が閉鎖される請求項１３に記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項１５】
前記奇数側流路の第３及び第４側が閉鎖され、前記総数流路の第１及び第２側が閉鎖される請求項１３に記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項１６】
前記奇数側流路の第１及び第２側が閉鎖され、前記総数流路の第３及び第４側が閉鎖される請求項１３に記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項１７】
前記奇数側流路の第１及び第２側が閉鎖され、前記総数流路の第１及び第２側が閉鎖される請求項１３に記載の傾斜波形板式熱交換器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、熱交換用傾斜波形板及びそれにより構成した熱交換器に関し、傾斜角度を有する波条を形成した熱交換用板体及び該板体により構成した熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器は、その空間の熱エネルギーを他の空間に伝達する装置である。熱伝達過程は、一般に三種の方式に分けられ、即ち、伝導、対流及び放射であり、一般の熱交換器の熱伝達は、通常三種の方式が同時に存在するが、場合により、そのうちの1種の方式が主となり、工業において使用する熱交換器の伝熱は、熱いヒートシンク片領域から伝導方式又は導熱管を介して冷たいヒートシンク片に伝達し、熱対流伝熱を有するとともに、熱伝導伝熱を有し、これは、熱交換器伝熱の基本理論である。
【０００３】
例えば、中華民国専利出願第０９４２１６０８６号「熱交換器の流動方向及び流量分配構造」は、第１流動方向伝熱板の表面に複数のリブを設け、該リブが第１流動方向伝熱板の両外側から相対に傾斜して中間箇所まで延伸してなり、即ち、該リブ全体がＶ字形に設置され、上流に指向することを開示している。
【０００４】
但し、実際の使用において、それは問題が存在し、該リブ全体がＶ字形に設置されるので、流路表面の流体の流れがリブの中線箇所に集中され、主流場方向に反転して流動し、主流場の均一な流れを壊し、主流場の流体が外に流れ出ることができず、熱対流の効率を低減し、全体のヒートシンク効果が良好でなくなり、熱を排出できず、使用者の要求に適合することができない。
【０００５】
また、上記表面は、多くが表面を粗くしており、公知の技術の摩擦係数が高くなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２６７０５１２号公報
【特許文献２】特許第３０２２３４５号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
上記公知技術の欠陥を解決するため、本考案の主要な目的は、板体の第１側から第２側に向けて傾斜する波条を形成した熱交換用板体を提供し、複数の該板体を平行に配列して、各板体の間に形成された波条の流路を経由させ、流路中の流体に動的な三次元渦流を形成させることにより、熱伝導性能を向上することである。
【０００８】
本考案のもう１つの目的は、傾斜波条流路により流路断面の二次流をガイドする熱交換用板体を提供することである。
【０００９】
本考案のもう１つの目的は、これらの流路を熱交換する流体に対応して複数の奇数側流路及び偶数側流路に分けて形成し、第１流体が奇数側流路を通過し、第２流体が偶数側流路を通過する熱交換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本考案が提供する熱交換用傾斜波形板及びそれにより構成した熱交換器は、複数の板体が、平行に相互に隣接配置して一体になり、且つ各板体が連続する波条から構成され、これら波条によって形成される複数の凸部、凹部及び該板体の相対する２辺をなす第１側及び第２側を有し、該波条がこれら相対する２辺の該第１側から該第２側に傾斜して形成され、２つの相互に隣接して配置された板体間に流路を形成し、前記板体の凸部及び凹部がそれぞれ相互に隣接するもう１つの板体の凸部及び凹部に相対して前記流路を波状に形成し、熱交換流体が通過する流路をそれぞれ複数の奇数側流路及び偶数側流路に分けて構成し、前記奇数側流路が第１流体を通過し、前記偶数側流路が第２流体を通過する。
【考案の効果】
【００１１】
本考案は、板体の１辺となる第１側から相対する辺となる第２側に向けて傾斜する波条を形成した熱交換用波板を提供し、複数の板体を平行に配列した構成により、各板体の波条により形成される波条形流路を経由して、流路中の流体に動的な三次元渦流を形成させ、熱伝導性能を向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案の板体の好適実施例の立体説明図である。
【図２】本考案の板体の好適実施例の正面図である。
【図３】本考案の複数の板体が構成する熱交換器の立体説明図である。
【図４】本考案の流路の説明図である。
【図５】本考案の流路の説明図である。
【図６】本考案の流体が熱交換器を通過する説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
本考案は、「熱交換用傾斜波形板及びそれにより構成した熱交換器」を提供するものであり、図面は、本考案の実施例である。図１、図２に示すように、該傾斜波形板は、連続する波条１２を具えた板体１１である。該板体１１は、４辺形からなる板体の各辺を構成する第１側１３、第２側１４、及び第３側１５、第４側１６を具え、該第１側１３が該第２側１４に相対し、該第３側１５が該第４側１６に相対し、且つ該第１側１３及び第２側１４の間で連続した板体を形成する。
【００１４】
前記波条１２は、傾斜角度により（該傾斜角度は、９０度より小さく、本考案は４５度を最適の選択とする）それぞれ、該第１側１３から該第２側１４に傾斜し、該第１側１３から該第３側１５に傾斜し、第４側１６から第２側１４に傾斜し、且つ波条１２は、該板体１１の両面に形成される複数の凸部１２１、凹部１２２を形成する。
【００１５】
図３に示すように、前記複数の板体１１を平行に隣接配置して一体にして、熱交換器１０を構成し、且つ隣接する２つの板体１１間に流路ａ１〜ａ８を形成し、板体１１の一面の凸部１２１及び凹部１２２が次の板体１１の相対する面の凸部１２１及び凹部１２２に対応し（図４参照）、前記流路ａ１〜ａ８が波状を形成する。
【００１６】
本考案の実施形態は、前記図４の説明に限定されるものではなく、図５のように、板体１１の一面の凸部１２１及び凹部１２２が次の板体１１の相対面の凹部１２２及び凸部１２１に対応し、前記流路ａ１〜ａ８が波状を形成することもできる。
【００１７】
前記波形流路は、交互にそれぞれ奇数側流路ａ１，ａ３，ａ５，ａ７及び偶数側流路ａ２，ａ４，ａ６，ａ８を構成する。
【００１８】
図２、図６に示すように、第１流体１７が奇数側流路ａ１，ａ３，ａ５，ａ７の第１側から第２側１４に向けて流動し、該奇数側流路ａ１，ａ３，ａ５，ａ７の上下の辺の第３、第４側１５，１６が閉鎖状態であり、第２流路１８が偶数側流路ａ２，ａ４，ａ６，ａ８の第３側１５から第４側１６に流動し、該偶数側流路の第１、第２側１３，１４が閉鎖状態であり、前記の第１流体１７が熱流体又は冷流体のいずれか一方であり、前記の第２流体１８がその他方である。流路中の第１、第２流体１７，１８は、凸部１２１のピーク箇所で分離流を形成して剪断層（shear layer）を発生し、乱流強度（Turbulence intensity）を向上し、波形流路ａ１〜ａ８中に動的な三次元渦流（Swirling flow）を形成することによって熱伝導性能を向上する。
【００１９】
また、流路ａ１〜ａ８中に第１、第２流体１７，１８は、更に４５度の傾斜する波形流路ａ１〜ａ８を経由することによって、流路断面の二次流（Secondary flows）をガイドし、例えば、図５の第１流体１７は、第１側１３から進入し、流路表面の流体が波条１２により反転して、主流から離れて流動し、主流の均一な流れを壊して二次流を発生し、第２流体１８は、第３側１５から進入して、流路表面の流体が波条１２により反転して、主流から離れて流動し、主流の均一な流れを壊して二次流を発生する。
前記奇数側の流路ａ１，ａ３，ａ５，ａ７及び偶数側流路ａ２，ａ４，ａ６，ａ８のそれぞれ第１、第２、第３、第４側１３〜１６の閉鎖は、これに限定するものではなく、奇数側流路ａ１，ａ３，ａ５，ａ７の第３、４側１５，１６の閉鎖、偶数側流路ａ２，ａ４，ａ６，ａ８の第３、第４側１５，１６の閉鎖であるか、奇数側流路ａ１，ａ３，ａ５，ａ７の第３、４側１５，１６の閉鎖、偶数側流路ａ２，ａ４，ａ６，ａ８の第１、第２側１３，１４の閉鎖であるか、奇数側流路ａ１，ａ３，ａ５，ａ７の第１、２側１３，１４の閉鎖、偶数側流路ａ２，ａ４，ａ６，ａ８の第３、第４側１５，１６の閉鎖であるか、奇数側流路ａ１，ａ３，ａ５，ａ７の第１、２側１３，１４の閉鎖、偶数側流路ａ２，ａ４，ａ６，ａ８の第１、第２側１５，１６を閉鎖してもよい。異なる閉鎖形式により、第１流体１７及び第２流体１８のそれぞれ奇数側流路ａ１，ａ３，５，ａ７及び偶数側流路ａ２，ａ４，ａ６，ａ８の入出流動方向を制御し、更にこれらの実施により前記各板体１１を一体に接続することができる。
【００２０】
本考案の流路ａ１〜ａ８の両表面が平滑面であり、公知技術と比較し、低い摩擦係数を有することができる。
【００２１】
なお、本考案では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本考案に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本考案の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。
【符号の説明】
【００２２】
１１  板体
１２  波条
１３  第１側
１４  第２側
１５  第３側
１６  第４側
１２１  凸部
１２２  凹部
１０  熱交換器
ａ１〜ａ８  流路
ａ１，ａ３，ａ５，ａ７  奇数側流路
ａ２，ａ４，ａ６，ａ８  偶数側流路
１７  第１流体
１８  第２流体
【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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【手続補正書】
【提出日】平成21年5月27日(2009.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
連続した波条から構成される複数の凸部、凹部及び４辺形の相対する２辺で構成する第１側、第２側を有する板体であって、該波条は、該第１側から該第２側に傾斜角度を形成する熱交換用傾斜波形板。
【請求項２】
前記傾斜角度は９０度より小さい請求項１記載の傾斜波形板。
【請求項３】
前記傾斜角度が４５度である請求項１記載の傾斜波形板。
【請求項４】
前記板体は、４辺形の相対する２辺である該第１側及び該第２側の間に接続する第３側及び第４側を有し、且つ該第３側が該第４側に相対し、且つ前記波条がそれぞれ該第１側から該第３側に傾斜し、第４側から第２側に傾斜する請求項１又は２又は３に記載の傾斜波形板。
【請求項５】
平行に隣接配置して一体に構成した複数の板体からなり、且つ各板体は連続する波条から構成される複数の凸部、凹部及び板体を構成する４辺形の相対する２辺である第１側、第２側を有し、該波条が該第１側から該第２側に傾斜して形成され、２つの隣接する板体の間に流路を形成する傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項６】
前記傾斜角度は９０度より小さい請求項５記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項７】
前記傾斜角度が４５度である請求項５記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項８】
前記板体の一面の凸部及び凹部が隣接するもう１つの板体の相対面の凸部及び凹部に対応し、前記流路に波形を形成した請求項５記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項９】
前記板体の一面の凸部及び凹部が隣接するもう１つの板体の相対面の凹部及び凸部に対応して前記流路に波形を形成した請求項５記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項１０】
前記流路を熱交換流体にそれぞれ対応した複数の流路を交互にそれぞれ数列順に奇数側流路及び偶数側流路として構成する請求項５記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項１１】
前記奇数側流路は、第１流体を通過させ、前記偶数側流路は、第２流体を通過させる請求項１０記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項１２】
前記第１流体が熱流体及び冷流体のうちいずれか一方であり、前記第２流体がその他方である請求項１１記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項１３】
前記板体は、４辺形の相対する２辺を構成する該第１側及び該第２側の間を接続する第３側及び第４側を有し、且つ該第３側が該第４側に相対し、且つ前記波条がそれぞれ該第１側から該第３側に傾斜し、第４側から第２側に傾斜する請求項６又は７又は１２に記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項１４】
上記傾斜波形板を複数相対して配置し、隣接する該傾斜波形板間に形成した複数の流路を交互にそれぞれ数列順に奇数側流路及び偶数側流路として、それぞれの流路の第３及び第４側が閉鎖されてなる請求項１３に記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項１５】
上記奇数側流路の第３及び第４側が閉鎖され、上記偶数側流路の第１及び第２側が閉鎖される請求項１３に記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項１６】
上記奇数側流路の第１及び第２側が閉鎖され、上記偶数側流路の第３及び第４側が閉鎖される請求項１３に記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。
【請求項１７】
上記奇数側流路の第１及び第２側が閉鎖され、上記偶数側流路の第１及び第２側が閉鎖される請求項１３に記載の傾斜波形板により構成した熱交換器。