(57)【要約】【課題】  一対のプレート１及びプレート２間に複数段にフィン３，フィン４を配置し、各フィン３とフィン４との間を密着させると共に、プレート１，プレート２とそれらとを密着させること。【解決手段】  フィン３とフィン４を台形波又は滑らかな波形に曲折して、その波の振幅方向の圧縮力に対して各波の脚部3c，3c間及び脚部4c，4c間を拡開するように形成し、プレート１とプレート２との間を圧縮状態で互いに一体にろう付け固定する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ平坦な第１プレート(1)と第２プレート(2)との間に波形のフィン(3)(4)が介装されてそれらの間がろう付け固定されるプレート型熱交換器において、
第１プレート(1)と第２プレート(2)との間には複数段にフィン(3)(4)が積層され、
各フィン(3)(4)は、その頂部(3a)(4a)と底部(3b)(4b)とが交互に波の進行方向に形成され、それらの間が一対の脚部(3c)(3c)、(4c)(4c)で連結された、断面が台形波または滑らかな波形に曲折形成されて、その波の振幅方向の圧縮力(17)に対して、対向する一対の脚(3c)(3c)、(4c)(4c)の根元間が拡開する構成を有し、
前記第１プレート(1)と第２プレート(2)との間が圧縮状態で各部品が一体にろう付けされ、その圧縮力により一方のフィン(3)の波の頂部(3a)に、隣接するフィン(4)の波の対向する脚部(4c)(4c)の根元が嵌入して、第１プレート(1)と第２プレート(2)との間の距離に複数段のフィン(3)(4)高さの合計が強制的に整合されるように構成したことを特徴とするプレート型熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載のプレート型熱交換器において、
少なくとも一方の前記プレート(1)が皿状に形成され、両プレート(1)(2)がそれらの周縁で接合されてエレメント(5)を形成し、そのエレメント(5)内に第１流体(6)が流通すると共に、エレメントの外面側に被冷却体(7)が取付られるヒートシンクからなるプレート型熱交換器。
【請求項３】
請求項１に記載のプレート型熱交換器において、
少なくとも一方の前記プレート(1)が皿状に形成され、両プレート(1)(2)がそれらの周縁で接合されてエレメント(5)を構成し、複数のエレメント(5)が積層されて、一つ置きのエレメント(5)に第１流体(6)と第２流体(6a)とが交互に流通する積層型のプレート型熱交換器。
【請求項４】
請求項１に記載のプレート型熱交換器において、
第１プレート(1)および第２プレート(2)が溝形に形成され、その両端部が溝底方向に拡開して膨出部(9)を形成してなり、両プレート(1)(2)がその溝底を対向して嵌着されてエレメント(10)を構成し、各エレメント(10)が各プレート(1)(2)の膨出部(9)で積層されてコア(11)を形成し、そのコア(11)の外周にケーシング(12)が被嵌され、コア(11)の両端に一対のヘッダ(13)が被嵌されてなり、
エレメント(10)内に第１流体(6)が流通し、ケーシング(12)内に第２流体(8)が流通するヘッダープレートレス型のプレート型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のプレート間に波形フィンが介装されたプレート型熱交換器であって、その波形フィンが複数段に配置されたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、複数の電子部品を両面から冷却する積層型冷却器が提案されている。これは、上下一対の皿状のプレートを組み合わせ、内部に中間プレートを介してその両側に一対のインナーフィンを配置したものである。そして内部に冷媒を流通させ、プレートの表面に取付けた電子部品を冷却するものであり、この熱交換器は、一般にヒートシンクと言われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６６４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水冷式ヒートシンクは、コンパクトで伝熱性の高いものが求められている。上記特許文献では、インナーフィンの伝熱面積を高めるため上下二段のフィンを中間プレートを介して介装している。このようなヒートシンクにおいて、さらに伝熱性を高めるためには、フィンの板厚を厚くしフィン効率を高くする必要がある。
【０００５】
しかしながら、フィンの肉厚を厚くするとその加工性が低下することになり、寸法精度を正確に保持できない欠点が表れる。すると、フィンと中間プレート及び上下一対のプレートからなるチューブとの密着性が低下し、液密性および熱交換性能にバラツキが生じるおそれがある。さらには、上下二段のインナーフィンの間に中間プレートを配置するため、部品点数が中間プレートの分だけ多くなる欠点がある。さらには、中間プレートの存在により冷媒の流路が二分されて、その流通抵抗が高くなる欠点がある。
そこで、本発明は、フィンの板厚をある程度、厚くしてもフィン高さの調整が容易になり、プレートとのろう付け性が向上する熱交換器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の本発明は、それぞれ平坦な第１プレート(1)と第２プレート(2)との間に波形のフィン(3)(4)が介装されてそれらの間がろう付け固定されるプレート型熱交換器において、
第１プレート(1)と第２プレート(2)との間には複数段にフィン(3)(4)が積層され、
各フィン(3)(4)は、その頂部(3a)(4a)と底部(3b)(4b)とが交互に波の進行方向に形成され、それらの間が一対の脚部(3c)(3c)、(4c)(4c)で連結された、断面が台形波または滑らかな波形に曲折形成されて、その波の振幅方向の圧縮力(17)に対して、対向する一対の脚(3c)(3c)、(4c)(4c)の根元間が拡開する構成を有し、
前記第１プレート(1)と第２プレート(2)との間が圧縮状態で各部品が一体にろう付けされ、その圧縮力により一方のフィン(3)の波の頂部(3a)に、隣接するフィン(4)の波の対向する脚部(4c)(4c)の根元が嵌入して、第１プレート(1)と第２プレート(2)との間の距離に複数段のフィン(3)(4)高さの合計が強制的に整合されるように構成したことを特徴とするプレート型熱交換器である。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のプレート型熱交換器において、
少なくとも一方の前記プレート(1)が皿状に形成され、両プレート(1)(2)がそれらの周縁で接合されてエレメント(5)を形成し、そのエレメント(5)内に第１流体(6)が流通すると共に、エレメント(5)の外面側に被冷却体(7)が取付られるヒートシンクからなるプレート型熱交換器である。
【０００８】
請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載のプレート型熱交換器において、
少なくとも一方の前記プレート(1)が皿状に形成され、両プレート(1)(2)がそれらの周縁で接合されてエレメント(5)を構成し、複数のエレメント(5)が積層されて、一つ置きのエレメント(5)に第１流体(6)と第２流体(6a)とが交互に流通する積層型のプレート型熱交換器である。
【０００９】
請求項４に記載の本発明は、請求項１に記載のプレート型熱交換器において、
第１プレート(1)および第２プレート(2)が溝形に形成され、その両端部が溝底方向に拡開して膨出部(9)を形成してなり、両プレート(1)(2)がその溝底を対向して嵌着されてエレメント(10)を構成し、各エレメント(10)が各プレート(1)(2)の膨出部(9)で積層されてコア(11)を形成し、そのコア(11)の外周にケーシング(12)が被嵌され、コア(11)の両端に一対のヘッダ(13)が被嵌されてなり、
エレメント(10)内に第１流体(6)が流通し、ケーシング(12)内に第２流体(8)が流通するヘッダープレートレス型のプレート型熱交換器である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のプレート型熱交換器は、複数段にフィン３、４が積層され、その各フィン３、４は、断面が台形波または滑らかな波形に曲折形成されて、その波の振幅方向の圧縮力17に対して、対向する一対の脚3c，3c、4c，4cの根元間が拡開する構成を有するから、第１プレート１と第２プレート２との間が圧縮状態で各部品を一体にろう付けするとき、その圧縮力により一方のフィン３の波の頂部3aに、隣接するフィン４の波の対向する脚部4c，4cの根元が嵌入して、第１プレート１と第２プレート２との間の距離に複数段のフィン３、４高さの合計が強制的に整合される。それにより、各フィン３、４どうし、及び各フィン３、４と各プレート１、２との間が密着して伝熱性を向上させることができる。それと共に、複数段のフィン３、４の存在により伝熱面積を大きくして、熱交換性能を向上できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明のように、プレート型熱交換器として少なくとも一方が皿状のプレート１の周縁どうしを互いに接合してヒートシンクを形成した場合には、熱交換性能が高高く、極めてコンパクトで、製造し易い熱交換器を提供できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明のように、複数のエレメント５を積層して、一つ置きのエレメント５に第１流体６と第２流体6aとが交互に流通する積層型のプレート型熱交換器とした場合には、二流体間の熱交換を効率よく行うことができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明のように、各エレメント10を各プレート１、２の膨出部９で積層して、コア11を形成し、そのコア11の外周にケーシング12を被嵌し、コア11の両端に一対のヘッダ13を被嵌した場合には、ヘッダープレートを不要とする部品点数の少ない熱交換器を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のプレート型熱交換器の第１実施例の分解斜視図。
【図２】同実施例の横断面図。
【図３】図２のIII部拡大図。
【図４】同実施例のフィン３とフィン４との重なり状態を説明する説明図。
【図５】本発明のプレート型熱交換器の第２実施例の要部横断面図。
【図６】本発明を積層型熱交換器に適用した第３実施例の分解斜視図。
【図７】本発明をヘッダプレートレス型熱交換器に適用した第４実施例の一部分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１〜図４は本発明の第１実施例を示し、この熱交換器は被冷却体７として電子部品を冷却するヒートシンクに用いられる。
この例では、皿状に形成されたプレート１の周縁にフランジ部を有し、その周縁に外周が整合するプレート２がフィン３，フィン４を内装して被嵌される。そしてこの例では、プレート２上に被冷却体７が取付けられ、一対の出入口パイプ15を介して第１流体６がプレート１内を流通し、それにより被冷却体７を冷却するものである。
【００１６】
プレート１とプレート２との間に介装されるフィン３，フィン４は、その横断面が台形波状に形成されている。即ち、その頂部4aと谷部4bとが波の進行方向に交互に配置され、頂部4aと谷部4bとの間が一対の脚部4cで連結されている。そしてその脚部4cは、ハの字状に傾斜されている。そのため、フィン３，フィン４を波の振幅方向に圧縮すると、各脚部4cは図３に示す如く、その根元が矢印の如く拡開する方向に移動する。すると、フィン３の頂部3aが一対の脚部4c間に嵌入する。同様にその嵌入の隣においては、フィン３の一対の脚部3cが矢印方向に拡開し、そこにフィン４の谷部4bが嵌入する。そして、各フィン３，フィン４は、全体としてその波の進行方向に引き伸ばされる。
【００１７】
各フィン３，フィン４及びプレート１，プレート２の各接触部の少なくとも一方には、ろう材が被覆又は塗布され、適宜な治具によりプレート１，プレート２間が図３の如くフィン３，フィン４の積層方向に圧縮される。そして、プレート１のフランジとプレート２の周縁とが密着した状態で、フィン３とフィン４とは互いに適宜深さ重なり合って嵌着する。その嵌着量は、プレート１とプレート２とが密着するように調整される。
従って、フィン４の頂部4aとプレート２との間、及びフィン３の谷部3bとプレート１との間も密接し、その密接状態で炉内に挿入され、全体が一体的にろう付け固定される。
【００１８】
なお、この例では図１に示す如く、プレート２側に一対の出入口パイプ15が配置され、そのうちの一方から第１流体６が流入し他方の出入口パイプ15からそれが流出する。そして、プレート１内をそれが流通し被冷却体７を冷却する。
なお、フィン３とフィン４との重なり状態の嵌着部14を図４に示す。
【００１９】
次に、図５は本発明の第２実施例であり、この例が前記第１実施例と異なる点は、フィン３，フィン４の横断面が滑らかな波形に形成された点である。
この場合においても、フィン３，フィン４の各波の脚部3c間及び脚部4c間が適宜量拡開し、その嵌着量はプレート１，プレート２が密着するように自動調整される。即ち、上下一対の圧縮力17によって、各脚部3c間の拡開及び脚部4c間の拡開が行われ、その頂部3aが脚部4c間に嵌入し、谷部4bが脚部3c間に嵌入する。
【００２０】
次に、図６は本発明を積層型熱交換器に適用した第３実施例である。
この例は、プレート１，プレート２が皿状に形成され、夫々一対づつの第１流体６のマニホールドと第２流体6aのマニホールドとが対角位置に配置され、プレート１，プレート２間にこの例ではフィン３，フィン４が二段に介装される。
なお、第１及び第２実施例において、フィン３，フィン４は一対配置されているが、本発明はそれに限らず、３以上それらを積層してもよい。このことは、後述する他の実施例においても同様である。そして、第３実施例では、第１流体６、第２流体6aは、積層された一枚置きのプレート間を流通し、両流体間で熱交換されるものである。
【００２１】
次に、図７は本発明をヘッダプレートレス型熱交換器に適用した第４実施例であり、この例では、プレート１とプレート２とが溝形に形成されると共に、その長手方向両端部に膨出部９が設けられ、プレート１，プレート２間に一対のフィン３，フィン４が介装されてエレメントを構成する。そしてそのエレメントを各プレートの膨出部９において互いに接触させコアを構成し、そのコアの外周に図示しないケーシングが配置されると共に、コアの両端に第２流体のタンクが取付けられるものである。そして各エレメントの外周間に第１流体が流通し、第２流体が各エレメント内に流通するものである。
【符号の説明】
【００２２】
１  プレート
２  プレート
３  フィン
3a  頂部
3b  谷部
3c  脚部
４  フィン
4a  頂部
4b  谷部
4c  脚部
５  エレメント
【００２３】
６  第１流体
6a  第２流体
７  被冷却体
８  第２流体
９  膨出部
10  エレメント
11  コア
12  ケーシング
13  ヘッダ
14  嵌着部
15  出入口パイプ
16  ディンプル
17  圧縮力
【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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【図７】
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