(57)【要約】【課題】本発明は、主に電子部品及び電子機器の筐体を冷却する為に用いられるの熱交換装置であり、従来品より小型で熱交換効率の良い熱交換装置を提供するものである。【解決手段】ベース部材上に設けた同心円状の複数の壁面と、該壁面に接近して対向する突起を有する回転体を設け、該突起と該壁面の間の流体が、該回転体の回転に誘起されて回転することにより、中心側から外周側に向かって流れることで熱交換するごとく構成した熱交換装置である。【選択図】  図１
2005310926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材上に設けた同心円状の複数の壁面と、該壁面に接近して対向する突起を有する回転体を設け、該突起と該壁面の間の流体が、該回転体の回転に誘起されて回転し、その遠心力によって該壁面と該突起の隙間を通って回転体の中心側から外周に向かって流れるごとく構成したことを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
ベース部材の両面に設けた同心円状の複数の壁面と該壁面に接近して対向する突起を有する回転体をベース部材の両面に設け、該突起と該壁面の間の流体が、該回転体の回転に誘起されて回転し、その遠心力によって該壁面と該突起の隙間を通って回転体の中心側から外周に向かって流れるごとく構成したことを特徴とする熱交換装置。
【請求項３】
ベース部材の両面に設けた回転体を１個のモーターで駆動するごとく構成したことを特徴とする請求項２記載の熱交換装置。
【請求項４】
回転体の突起に円周方向の切り欠きを設けたことを特徴とする請求項１記載の熱交換装置。
【請求項５】
回転体に半径方向の突起を設けたことを特徴とする請求項１記載の熱交換装置。
【請求項６】
回転体の中心部付近の流体吸込口の支持ステーを半径方向を軸として捩れた形状としたことを特徴とする請求項１記載の熱交換装置。
【請求項７】
回転体の突起に円周方向の切り欠きを設けたことを特徴とする請求項２記載の熱交換装置。
【請求項８】
回転体に半径方向の突起を設けたことを特徴とする請求項２記載の熱交換装置。
【請求項９】
回転体の中心部付近の流体吸込口の支持ステーを半径方向を軸として捩れた形状としたことを特徴とする請求項２記載の熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置等の冷却用に用いられる熱交換装置に関するものであり、特に小型で熱交換効率の良い熱交換装置を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記のごとき用途に使用されている主なものとしては、空冷用の軸流ファン、クロスフローファン、又はヒートパイプを利用した冷却装置等がある。
しかし、前２者は筐体に装着した場合に内部に外部の埃を吸込むことで故障の原因となり、防塵フィルターを使用した場合は、その圧力損失の為に風速が減少し、冷却効果が大幅に低下する。また、後者は冷却装置自体が大型で、高価なものとなり広く使用されるには至っていない。
【０００３】
この対策として密閉式の熱交換装置を使用することで防塵性とコストダウンの効果を上げているが、より小型のものが望まれている。
【特許文献１】特開平１０-２１３３８３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記背景の下に成立したものであり、小型で簡単な構造でありながら、熱交換効率が良い熱交換装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の手段は、ベース部材上に設けた同心円状の複数の壁面と、該壁面に接近して対向する突起を有する回転体を設け、該突起と該壁面の間の流体が、該回転体の回転に誘起されて回転し、その遠心力によって該壁面と該突起の隙間を通って回転体の中心側から外周に向かって流れるごとく構成した熱交換装置を提供するものである。
【０００６】
本発明の第２の手段は、ベース部材の両面に設けた同心円状の複数の壁面と、該壁面に接近して対向する突起を有する回転体をベース部材の両面に設け、該突起と該壁面の間の流体が、該回転体の回転に誘起されて回転し、その遠心力によって該壁面と該突起の隙間を通って回転体の中心側から外周に向かって流れるごとく構成した熱交換装置を提供することである。
【０００７】
本発明の第３の手段は、ベース部材の両面に設けた回転体を１個のモーターで駆動するごとく構成した上記の熱交換装置を提供することである。
【０００８】
本発明の第４の手段は、回転体の突起に円周方向の切り欠きを設けた上記の熱交換装置を提供することである。
【０００９】
本発明の第５の手段は、回転体に半径方向の突起を設けたこ上記の熱交換装置を提供することである。
【００１０】
本発明の第６の手段は、回転体の中心部付近の流体吸込口の支持ステーを半径方向を軸として捩れた形状とした上記の熱交換装置を提供することである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の熱交換装置は、上記の手段に示すように、ベース部材上に設けた同心円状の複数の壁面と、該壁面に接近して対向する突起を有する回転体を設け、該突起と該壁面の間の流体が、該回転体の回転に誘起されて回転し、その遠心力によって該壁面と該突起の隙間を通って回転体の中心側から外周に向かって流れる事によってベース部材の熱を効率よく流体に伝えて放出することが出来る。
すなわち、物体から流体に伝わる熱量は両者の相対速度と面積の増加に伴って増加する。又、流体を流すための手段としては、回転体に働く遠心力を利用して中心側から外周に向けて流すことが望ましいが、流路の抵抗に打ち勝って有効に流すためには外周の直径を大きくすることが必要である。これまでの熱交換装置では、送風機能と熱交換機能が分離されていたために装置の小型の障害となっていた。
【００１２】
本発明の熱交換装置は、上記の手段により装置の中心部から外周部まで熱交換機能と送風機能が融合していることで装置の小型を可能にしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の構造は、金属製のベース部材上に設けた同心円状の複数の壁面と該壁面に接近して対向する同心円状の突起を有する回転体を設け、該突起と該壁面の間の流体が、該回転体の回転に誘起されて回転し、その遠心力によって該壁面と該突起の隙間を通って回転体の中心側から外周に向かって流れるごとく構成したものである。回転体の材質は熱交換には影響しないので、軽いプラスチックでも差し支えない。
このような構造を有する熱交換装置は、ＣＰＵ等に接触させてその熱を奪って冷却するごとき用途に適するものである。
【００１４】
又、ベース部材の両面に設けた同心円状の複数の壁面と、該壁面に接近して対向する同心円状の突起を有する回転体をベース部材の両面に設け、該突起と該壁面の間の流体が、該回転体の回転に誘起されて回転し、その遠心力によって該壁面と該突起の隙間を通って回転体の中心側から外周に向かって流れるごとく構成したものも包含する。
この場合は、ベース部材の断面は両面が交互に凹凸した形状となり、熱はベース部材の厚さ方向に移動するものでありその熱抵抗は小さいので、材質は金属に限定するものではなく、安価なプラスチックで構成することも可能である。
このような構造を有する熱交換装置は、電子回路を内蔵する筐体等に装着して、内部の熱を外部に放出し内部温度上昇を軽減するごとき用途に適するものである。
【００１５】
更に、上記の構造の場合、ベース部材の両面に配置された回転体は筐体内部側に配置された１個のモーターで同時に駆動されることが望ましい。このようにすることで、モーター自体を外部の粉塵、水滴などから隔離することが出来る。但し、熱処理設備などでの特殊な用途として内部温度が高温になる場合には、モーターを外部に配置して使用することも本発明の主旨から外れるものではない。
【００１６】
ここで、本発明における回転体の機能はベース部材の同心円状壁面に流体を吹き付けることであり、その効果を高めるために回転体の突起は上記同心円状壁面と同心の円形のものに複数個の円周方向の切り欠きを設けることが有効である。この切り欠きにより流体は回転体の回転による回転力をより多く受けることが出来る。
【００１７】
又、回転体の遠心ファンとしての効果を高めるために半径方向の突起を設けることが出来る。このようにすることで流量を増加させて、ベース部材から流体が吸収した熱を有効に外部に放出させることが出来る。
【００１８】
更に、回転体の中心部付近の流体吸込口を形成する為の支持ステーを半径方向を軸として捩れた形状とすることが出来る。このようにすることによって、流体の流入抵抗を減少して、流量を増加させることが出来る。
上記の切り欠き、突起及びステーの捩れは回転体をベースの一方の側に設けた場合も、両方の側に設けた場合も共通して採用することが出来る上、ベースの両面の回転体に採用できることは云うまでもない。
【実施例１】
【００１９】
以下図について本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態の構造を示す側断面図である。
図１において、  本発明の熱交換装置は、ベース部材１上に設けた同心円状の複数の壁面２と、壁面２に接近して対向する突起４を有する回転体３を設け、該突起４と該壁面２の間の流体が、該回転体３の回転に誘起されて回転し、その遠心力によって該壁面２と該突起４の隙間を通って回転体３の中心側から外周に向かって流れる事によってベース部材の熱を効率よく流体に伝えて放出することが出来る。５は回転体を駆動するためのモーターであり、Ａは吸入流体の流れ、Ｂは排出流体の流れを示す。Ｃ面を発熱体に接触させることによってその熱を流体に伝えて放出することが出来る。
【００２０】
図２は本発明の他の実施形態の構造を示す側断面図であり、図３はその分解斜視図である。
図２、図３において、ベース部材１１の両面に設けた同心円状の複数の壁面１２によってベース部材１１の断面は両面が交互に凹凸した形状となっている。該壁面１２に接近して対向する同心円状の突起４を有する回転体３と、突起７を有する回転体６をモーター５の軸を介してベース部材１１の双方の面に設け、該突起４及び７と該壁面１２の間の流体が、該回転体３及び６の回転に誘起されて回転し、その遠心力によって該壁面１２と突起４及び突起７の隙間を通って回転体３及び６の中心側から外周に向かって流れるごとく構成したものである。
矢印Ａ、Ｄは吸入流体の流れを示し、矢印Ｂ、Ｅは排出流体の流れを示す。８及び９は危険防止のためのカバーであり、１０は電子回路を内蔵する筐体の設置面である。
【００２１】
この場合は、ベース部材１１の断面が、両面が交互に凹凸した形状となっているために、熱はベース部材１１の板厚方向に移動するものでありその熱抵抗は小さいので、材質は金属に限定するものではなく、安価なプラスチックで構成することも可能である。
このような構造を有する熱交換装置は、電子回路を内蔵する筐体等に装着して、内部の熱を外部に放出し内部温度上昇を軽減するごとき用途に適するものである。
【００２２】
更に、上記の構造の場合、ベース部材１１の両面に配置された回転体３及び６は筐体内部側に配置された１個のモーター５で同時に駆動されることが望ましい。このようにすることで、モーター５自体を外部の粉塵、水滴などから隔離することが出来る。但し、熱処理設備などでの特殊な用途として内部温度が高温になる場合には、モーターを外部に配置して使用することも本発明の主旨から外れるものではない。
【００２３】
図４は本発明の一実施形態の構造を示す部分斜視図である。
図４において、回転体３の機能はベース部材１１の同心円状壁面１２に流体を吹き付けることであり、その効果を高めるために回転体３の突起４は上記同心円状壁面１２と同心の円形のものに複数個の円周方向の切り欠き１３を設けることが有効である。この切り欠き１３により流体は回転体３の回転による回転力をより多く受けることが出来る。
【００２４】
又、回転体３の遠心ファンとしての効果を高めるために半径方向の突起１４を設けることが出来る。このようにすることで流量を増加させて、ベース部材１、１１から流体が吸収した熱を有効に外部に放出させることが出来る。
【００２５】
更に、回転体３の中心部付近の流体吸込口１５を形成する為の支持ステー１６を半径方向を軸として捩れた形状とすることが出来る。このようにすることによって、流体の流入抵抗を減少して、流量を増加させることが出来る。
上記の切り欠き１３、半径方向の突起１４及びステー１６の捩れは回転体３をベース１の一方の側に設けた場合も、ベース１１の両方の側に設けた場合も共通して採用することが出来る上、ベース１１の他の面の回転体６にも採用できることは云うまでもない。
【００２６】
これまでの説明で、流体については限定していない。一般的には空気を主にして用いられるが、用途によっては他の気体でも問題なく、又液体についても同様な構成で応用できることは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態の構造を示す側断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態の構造を示す側断面図である。
【図３】図２の実施形態の構造を示す分解斜視図である。
【図４】図２の実施形態の構造を示す部分斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１、１１：ベース
２、１２：壁面
３、６：回転体
４、７：突起
５：モーター
８、９：カバー
１３：切り欠き
１４：半径方向の突起
１５：吸入口
１６：ステー
【図１】
2005310926.tif 000003
【図２】
2005310926.tif 000004
【図３】
2005310926.tif 000005
【図４】
2005310926.tif 000006