(57)【要約】【課題】容易に組み立てることができる熱交換器を提供する。【解決手段】本発明の熱交換器１は、熱伝導性金属から成る第１の部材２の一面２Ａを所定の間隔で切り起こす、若しくは、微細加工することにより形成された複数の仕切壁部７と、熱伝導性金属から成り、各仕切壁部７の先端７Ａ間を閉塞して第１の部材２と一体化された第２の部材３とから成り、各仕切壁部７間をそれぞれ冷媒通路８としたものである。係る本発明の構成により、小型の熱交換器であっても容易に組み立てることが可能となり、組み立て作業性の向上を図ることができるようになる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導性金属から成る第１の部材の一面を所定の間隔で切り起こす、若しくは、微細加工することにより形成された複数の仕切壁部と、熱伝導性金属から成り、前記各仕切壁部の先端間を閉塞して前記第１の部材と一体化された第２の部材とから成り、前記各仕切壁部間をそれぞれ冷媒通路としたことを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ及びコンピュータ等の情報通信機器に好適に用いることができる小型の熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コンプレッサ、放熱器、減圧装置、及び、蒸発器等を配管接続し、冷媒等の熱交換媒体を循環可能とした冷媒回路を備えた冷凍ユニットを用い、当該冷凍ユニットの蒸発器（熱交換器）における熱交換媒体の吸熱作用を利用して、発熱を伴う機器の冷却が行われていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、近年では、コンピュータやプロジェクタ等の情報通信機器に内蔵されたＣＰＵや光学素子等の冷却を、上記冷凍ユニットの蒸発器を転用する試みも成されてきている。このような冷凍ユニットを用いた冷却は、高発熱密度体の温度を低温で一定に保持することができると共に、従来のファンを用いた空冷と比べて、周囲温度よりも低温にすることが可能となる。また、従来の水冷に比べて、熱交換器温度を均一にできるので、熱交換効率が良く、また、冷却器（蒸発器）と放熱器とを分離できるので、機器内でのレイアイト設計に自由度を持たせることができる。
【特許文献１】特開２００３−２８７３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、上述した情報通信機器は、小型軽量化が求められている。これに伴い、当該機器を冷却する熱交換器の小型化する必要があるが、このような小型化により熱交換器を構成する部品も縮小されるため、組立作業が煩雑となる問題が生じていた。
【０００５】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、容易に組み立てることができる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】
【０００６】
本発明の熱交換器は、熱伝導性金属から成る第１の部材の一面を所定の間隔で切り起こす、若しくは、微細加工することにより形成された複数の仕切壁部と、熱伝導性金属から成り、各仕切壁部の先端間を閉塞して第１の部材と一体化された第２の部材とから成り、各仕切壁部間をそれぞれ冷媒通路としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の熱交換器によれば、熱伝導性金属から成る第１の部材の一面を所定の間隔で切り起こす、若しくは、微細加工することにより形成された複数の仕切壁部と、熱伝導性金属から成り、各仕切壁部の先端間を閉塞して第１の部材と一体化された第２の部材とから成り、各仕切壁部間をそれぞれ冷媒通路としたので、第１の部材と第２の部材とを一体化するという簡単な方法で熱交換器を組み立てることができるようになる。
【０００８】
これにより、小型の熱交換器であっても容易に組み立てることが可能となり、組立作業性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、熱交換器の組み立てを容易に行うことを目的とし、特に、パソコンやプロジェクタ等の情報通信機器に内蔵されたＣＰＵや光学素子等に直接取り付けて冷却する熱交換器において、機器の小型化に伴う熱交換器の小型化により組み立てがより一層煩雑化する不都合を改善するために成されたものである。簡単に組み立てることができる熱交換器を提供するという目的を、熱伝導性金属から成る第１の部材の一面を所定の間隔で切り起こす、若しくは、微細加工することにより形成された複数の仕切壁部と、熱伝導性金属から成り、各仕切壁部の先端間を閉塞して第１の部材と一体化された第２の部材とから成り、各仕切壁部間をそれぞれ冷媒通路とすることにより実現した。以下、図面に基づき本発明の実施の形態を詳述する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明の熱交換器を備えた冷凍ユニット１０の冷媒回路図である。冷凍ユニット１０は、コンプレッサ１１、放熱器１２、膨張弁１３等の減圧装置及び本発明の熱交換器としての蒸発器１等を順次配管接続することにより管状の冷媒回路が構成されている。
【００１１】
本実施例で使用するコンプレッサ１１は、単段（１段）圧縮式のロータリコンプレッサであり、図示しない密閉容器内に電動要素と、この電動要素にて駆動される回転圧縮要素が設けられている。
【００１２】
そして、コンプレッサ１１の吸込側には当該コンプレッサの図示しない圧縮要素に低温低圧の冷媒を導入するための冷媒導入管１６が接続され、吐出側には圧縮要素にて圧縮され、その後密閉容器内に吐出された高温高圧の冷媒をコンプレッサ１１外部に導くための冷媒吐出管１５が接続されている。即ち、冷媒導入管１６からコンプレッサ１１の回転圧縮要素に低温低圧の冷媒が導入され、当該回転圧縮要素にて圧縮され、高温高圧となった冷媒は密閉容器内に吐出された後、当該密閉容器に接続された冷媒吐出管１５からコンプレッサ１１の外部に吐出される構成とされている。尚、本実施例では、コンプレッサ１１として、単段圧縮式の内部高圧型ロータリコンプレッサを用いて説明したが、本発明で使用可能なコンプレッサはこれに限定されるものでない。例えば、２段以上の回転圧縮要素を備えたロータリコンプレッサや内部低圧型のロータリコンプレッサ、若しくは、内部中間圧型のロータリコンプレッサであっても差し支えない。また、ロータリコンプレッサに限らず、スクロール型、レシプロ型のコンプレッサ等、その他種々のコンプレッサも適用可能である。
【００１３】
前記コンプレッサ１１の冷媒吐出管１５は、放熱器１２の入口に接続される。そして、放熱器１２の出口に接続された冷媒配管１７は、膨張弁１３の入口に接続されている。また、膨張弁１３の出口に接続された冷媒配管１８は本発明の熱交換器としての蒸発器１の入口に接続され、蒸発器１の出口には上記コンプレッサ１１の冷媒導入管１６が接続されて、係る管状の冷媒回路が構成されている。
【００１４】
上述した本発明の熱交換器（蒸発器１）は、例えば、パソコンやプロジェクタ等の情報通信機器に内蔵されたＣＰＵや光学素子等に直接取り付けられ、これらの冷却を行うためのものである。図２は、ＣＰＵの冷却のために本発明の熱交換器を用いた場合における取付状態の一例を示す図である。図２において、２０はＣＰＵ、２５は基盤である。この場合、熱交換器１は基盤２５が位置する側と反対側の面であるＣＰＵ２０の一面（図２では上面）に当接して設けられている。これにより、ＣＰＵ２０を効果的に冷却し、ＣＰＵ２０の発熱に伴う機器全体の発熱を抑制することができる。
【００１５】
ここで、本発明の熱交換器１について説明する。熱交換器１は、熱伝導性金属（本実施例の熱交換器１は銅製）から成る第１の部材２と、この第１の部材２の一面を所定の間隔で切り起こす、若しくは、微細加工することにより形成された複数の仕切壁部７の先端７Ａ間を閉塞して、第１の部材２と一体化された第２の部材３と、この第１の部材２と第２の部材３とで囲まれた空間を閉塞する２枚の蓋部材４、４とから構成されている。
【００１６】
具体的に、本実施例の熱交換器１について図面に基づき詳述する。図３は冷媒配管１６、１８が接続された状態の熱交換器１の平面図、図４は図３の熱交換器１の縦断面図である。図３及び図４において、２は熱伝導性金属から成る第１の部材である。本実施例の第１の部材２は、図５乃至図９に示すように四方形状を呈した熱伝導性の金属板から構成されている。当該第１の部材２の一面２Ａには所定の間隔で複数の仕切壁部７が形成されている（図８）。これら仕切壁部７は、当該第１の部材２の一面２Ａを所定の間隔で切り起こす、若しくは、微細加工することにより形成されたものである。
【００１７】
また、各仕切壁部７の先端７Ａは第２の部材３（第２の部材３の底面４０）に当接している。これにより、各仕切壁部７の先端７Ａ間が第２の部材３（底面４０）により閉塞され、各仕切壁部７間に空間８が形成され、これらを熱交換器１の冷媒通路としている。
【００１８】
一方、上述した第２の部材３は、第１の部材２と同様に熱伝導性金属から成る。本実施例の第２の部材３は、図１０乃至図１３に示すように四方形を呈した板状の底面４０とこの底面４０の各辺（４辺）の縁部から上方に起立する側壁４１、４２、４３、４４とから構成され、底面４０と各側壁４１〜４４の内面側に空間３Ｓが構成された容器状（箱状）を呈している。そして、本実施例の熱交換器１では、この容器状を呈した第２の部材３の空間３Ｓ内に第１の部材２の前記一面２Ａ側が底面４０側となるように、即ち、一面２Ａ側に形成された仕切壁部７の先端７Ａが底面４０に当接するように第１の部材２を収納することで、第１の部材２と第２の部材３とが一体化される。
【００１９】
また、本実施例の第１の部材２は、上記各仕切壁部７の長手方向に位置する一対の辺Ｌ１、Ｌ２と、この辺Ｌ１、Ｌ２に直交する一対の辺Ｌ３、Ｌ４の寸法が略同一の寸法を有する。また、第１の部材２の前記一面２Ａとは反対側の面となる他面２Ｂの辺Ｌ１、Ｌ２の縁部は切欠かれており、この切欠部３７には後述する蓋部材４、４の張出部５２、５２が位置し、この切欠部３７にて保持されることとなる。
【００２０】
更に、本実施例の第２の部材３の側壁４１、４２の内面の辺Ｎ１、Ｎ２の寸法は、前記第１の部材２の辺Ｌ１、Ｌ２（本実施例では辺Ｌ３、Ｌ４も同様）と略同一寸法、或いは、辺Ｌ１、Ｌ２より少許大きく設定され、第１の部材２を第２の部材３内に収納可能で、且つ、第１の部材２を収納した際、第１の部材２の辺Ｌ３側の外周面が側壁４３の内面に当接し、辺Ｌ４側の外周面が側壁４４の内面に当接して、各側面４３、４４により第１の部材２が保持されるように構成されている。また、側壁４３、４４の内面の辺Ｎ３、Ｎ４の寸法は、第１の部材２の辺Ｌ３、Ｌ４（本実施例では辺Ｌ１、Ｌ２も同様）より大きく設定されている。
【００２１】
更にまた、第２の部材３の側壁４１、４２の上端縁内面全体（即ち、側壁４１、４２の開口縁の端面）及びこの側壁４１、４２と直交する側壁４３、４４の上端縁内面（側壁４３、４４の開口縁の端面）の一部は、切欠かれており、当該切欠部４７には、前記蓋部材４、４の張出部５２、５２とは反対側の本体５０、５０の縁部が位置し、当該切欠部４７にて保持されることとなる。また、側壁４１には当該側壁４１を貫通する図示しない孔が形成されており、この孔内に冷媒導入管１６の一端が接続され、空間３Ｓ内（ヘッダー部６）と連通している。更に、側壁４２にもこの側壁４２を貫通する孔（図示しない）が形成され、この孔内に冷媒配管１８の一端が接続され、空間３Ｓ内（ヘッダー部５）と連通している。
【００２２】
前述した蓋部材４、４は、前記第１の部材２の仕切壁部７の長手方向の両端にそれぞれ設置されている。蓋部材４は、図１４乃至図１７に示すように縦長板状を呈する本体５０とこの本体５０の一端に設けられた張出部５２から構成されている。当該張出部５２は、前述の如く第１の部材２の切欠部３７に対応して形成されている。
【００２３】
係る蓋部材４を配置することで、第１の部材２と第２の部材３とで囲まれた空間、即ち、本実施例では、第２の部材３の内面と第１の部材２の前記仕切壁部７の長手方向の外周面との間に各冷媒通路８に連通する空間が形成され、これを各冷媒通路８に冷媒を分流するためのヘッダー部５、及び、冷媒通路８からの冷媒を合流するためのヘッダー部６としている。
【００２４】
以上の構成で、次に、熱交換器１の組み立て方法を説明する。先ず、空間３Ｓの開口が上側となるように第２の部材３を配置し、第１の部材２の一面２Ａ側に形成された各仕切壁部７を収納するかたちで、両部材２、３を組み合わせる。このとき、各仕切壁部７が第２の部材３の側壁４３、４４と並行となるように配置する。これにより、仕切壁部７の先端７Ａは第２の部材３の内面に当接し、各仕切壁部７間にそれぞれ冷媒通路８が構成される。
【００２５】
この状態で、次に、第１の部材２の仕切壁部７の長手方向の端部にそれぞれ蓋部材４、４を溶接により取り付ける。このとき、各蓋部材４、４の張出部５２、５２が第１の部材２の切欠部３７、３７に対応し、張出部５２、５２とは反対側の本体５０、５０の縁部が第２の部材３の切欠部４７、４７に対応するようにそれぞれ配置することで、溶接用のロウ材が冷媒通路８に侵入するのを抑えるように蓋部材４、４が取り付けられる（図３及び図４）。これにより、蓋部材４、４と第２の部材３と第１の部材との間に冷媒通路８と連通する空間（ヘッダー部５、６）が構成される。
【００２６】
以上、本発明の熱交換器１は、熱伝導性金属から成る第１の部材２の一面２Ａを所定の間隔で切り起こす、若しくは、微細加工することにより形成された複数の仕切壁部７と、熱伝導性金属から成り、各仕切壁部７の先端７Ａ間を閉塞して第１の部材２と一体化された第２の部材３とから成り、各仕切壁部７間をそれぞれ冷媒通路８としたので、上述の如く第１の部材２と第２の部材３とを一体化するという簡単な方法で本発明の熱交換器１を組み立てることができる。これにより、小型の熱交換器１であっても容易に組み立てることが可能となり、熱交換器１の組み立て作業性が向上し、コストの削減を図ることができる。
【００２７】
特に、本実施例の如く、蓋部材４を配置することで、第１の部材２と第２の部材３とで囲まれた空間、即ち、第２の部材３の内面と第１の部材２の前記仕切壁部７の長手方向の外周面との間に各冷媒通路８に連通する空間が形成され、これを各冷媒通路８に冷媒を分流するためのヘッダー部５、及び、各冷媒通路８からの冷媒を合流するためのヘッダー部６としているので、各冷媒通路８に冷媒を分流、或いは、合流するためのヘッダー部を容易に形成することができる。これにより、熱交換器１の製造コスト及び組立コストをより一層低減することが可能となる。
【００２８】
尚、実施例の熱交換器１の第２の部材３は容器状を呈するものとしたが、本発明の第２の部材３は、これに限らず、第１の部材２と一体化した際に、仕切壁部７の先端７Ａ間が閉塞されて、各仕切壁部７間にそれぞれ冷媒通路８が構成されるものであれば良く、単に板状の部材であっても差し支えない。
【実施例２】
【００２９】
次に、本発明の熱交換器の他の実施例について説明する。図１８は本実施例の熱交換器１の斜視図、図１９は図１８の熱交換器１の第１の部材２の平面図、図２０は図１９の第１の部材２の側面図、図２１は図１９の第１の部材２の正面図、図２２は図１９の第１の部材２の斜視図、図２３は図１８の熱交換器１の第２の部材３の平面図、図２４はこの第２の部材３の側面図、図２５は第２の部材３の正面図、図２６は斜視図をそれぞれ示している。尚、図２３乃至図２６に示す第２の部材３は冷媒配管１８、１６が取り付けられた状態で示されている。各図１８乃至図２７において前記図１乃至図１７と同一の符号が付されたものは、同様、或いは、類似の効果、若しくは、作用を奏するものとして、ここでは説明を省略する。
【００３０】
本実施例の第１の部材２では、仕切壁部７の長手方向にそれぞれ閉塞壁部９、９が延在している。当該閉塞壁部９、９は、前記実施例１の蓋部材４、４としての機能を奏する。即ち、当該熱交換器１では、前記実施例と同様に第２の部材３内に各仕切壁部７を収納するかたちで、両部材２、３を組み合わせると、仕切壁部７の先端７Ａが第２の部材３の内面に当接し、閉塞壁部９、９が第２の部材３の周囲壁（底面４０及び側壁４１〜４４）と共に、ヘッダー部５、６を構成することとなる。
【００３１】
ここで、本実施例の熱交換器１の組み立て方法について説明する。先ず、空間３Ｓの開口が上側となるように第２の部材３を配置し、第１の部材２の一面２Ａ側に形成された各仕切壁部７を収納するかたちで、両部材２、３を組み合わせる。このとき、各仕切壁部７が第２の部材３の側壁４３、４４と並行となるように配置する。これにより、仕切壁部７の先端７Ａは第２の部材３の内面に当接し、各仕切壁部７間にそれぞれ冷媒通路８が構成されると共に、第２の部材３と第１の部材との間に冷媒通路８と連通する空間（ヘッダー部５、６）も構成される。
【００３２】
このように、本実施例では、前記実施例１の発明の効果に加えて、第１の部材２と第２の部材３とを一体化するという簡単な構成で複数の冷媒通路８に冷媒を分配するヘッダー部５及び各冷媒通路８からの冷媒を合流するヘッダー部６も同時に構成することができる。これにより、熱交換器１の組み立て作業が更に容易となる。また、熱交換器１は第１の部材２と第２の部材３との２部材にて構成されるので、部品点数を極力削減できる。更に、蓋部材としての閉塞壁部９、９を第１の部材２が有することで、前記実施例１の如く蓋部材を保持するための切欠部３７、４７が不要となるので、第１の部材２及び第２の部材３の加工も簡素化でき、製造コストを極力抑えることができる。
【００３３】
尚、上記各実施例では、第１の部材２は第２の部材３の空間３Ｓ内に収納される形となるが、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、本発明の熱交換器１は第１の部材２の仕切壁部７の先端７Ａが第２の部材３の一面に当接することにより、仕切壁部７の先端７Ａ間が閉塞されて、各仕切壁部７間にそれぞれ冷媒通路８が構成されるものであればどのような構成であっても差し支えなく、例えば、閉塞壁部９が第１の部材２の開口縁の端面に当接するよう構成しても本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の熱交換器を備えた冷凍ユニットの冷媒回路図である。
【図２】本発明の熱交換器をＣＰＵの冷却に用いた場合の取付状態を示す図である。
【図３】本発明の一実施例の熱交換器の平面図である（実施例１）。
【図４】図３の熱交換器の縦断側面図である。
【図５】図３に示す熱交換器の第１の部材の平面図である。
【図６】図５の熱交換器の第１の部材の側面図である。
【図７】図５の熱交換器の第１の部材の正面図である。
【図８】図７に示す部分Ａの拡大図である。
【図９】図５の熱交換器の第１の部材の斜視図である。
【図１０】図３に示す熱交換器の第２の部材の平面図である。
【図１１】図１０の熱交換器の第２の部材の側面図である。
【図１２】図１０の熱交換器の第２の部材の正面図である。
【図１３】図１０の熱交換器の第２の部材の斜視図である。
【図１４】図３に示す熱交換器の蓋部材の平面図である。
【図１５】図１４の熱交換器の蓋部材の側面図である。
【図１６】図１４の熱交換器の蓋部材の正面図である。
【図１７】図１４の熱交換器の蓋部材の斜視図である。
【図１８】本発明のもう一つの実施例の熱交換器の斜視図である（実施例２）。
【図１９】図１８に示す熱交換器の第１の部材の平面図である。
【図２０】図１９の熱交換器の第１の部材の側面図である。
【図２１】図１９の熱交換器の第１の部材の正面図である。
【図２２】図１９の熱交換器の第１の部材の斜視図である。
【図２３】図１８に示す熱交換器の第２の部材の平面図である。
【図２４】図２２の熱交換器の第２の部材の側面図である。
【図２５】図２２の熱交換器の第２の部材の正面図である。
【図２６】図２２の熱交換器の第２の部材の斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    蒸発器（熱交換器）
２    第１の部材
３    第２の部材
４    蓋部材
５、６  ヘッダー
７    仕切壁部
８    冷媒通路
９    閉塞壁部
１０  冷凍ユニット
１１  コンプレッサ
１２  放熱器
１３  膨張弁
１５  冷媒吐出管
１６  冷媒導入管
１７、１８  冷媒配管
２０  ＣＰＵ
２５  基盤
【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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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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