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JP2009259925A - Heat exchanger - Google Patents

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JP2009259925A
JP2009259925A JP2008105325A JP2008105325A JP2009259925A JP 2009259925 A JP2009259925 A JP 2009259925A JP 2008105325 A JP2008105325 A JP 2008105325A JP 2008105325 A JP2008105325 A JP 2008105325A JP 2009259925 A JP2009259925 A JP 2009259925A
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JP
Japan
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heat exchanger
fin
fins
refrigerant
refrigerant flows
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Withdrawn
Application number
JP2008105325A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Morino
正裕 森野
Yasuharu Taketsuna
靖治 竹綱
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

【課題】発熱体を効率よく冷却する新たな構造の熱交換器を提供すること。
【解決手段】直線状に形成された複数のフィン11が冷媒の流れと交差する方向に間隔をあけて平行に並べられ、その隣り合うフィン11同士の隙間が冷媒の流れる流路となるものであって、フィン11を冷媒の流れる方向に分割した複数のフィン群10が形成され、冷媒の流れる方向に前後して位置するフィン群10a,10b同士は、互いのフィン11が逆方向に傾斜して形成された熱交換器1。
【選択図】 図1
A heat exchanger having a new structure for efficiently cooling a heating element is provided.
A plurality of fins 11 formed in a straight line are arranged in parallel in a direction intersecting with a refrigerant flow, and a gap between the adjacent fins 11 becomes a flow path through which the refrigerant flows. Thus, a plurality of fin groups 10 are formed by dividing the fins 11 in the direction in which the refrigerant flows, and the fin groups 10a and 10b positioned back and forth in the direction in which the refrigerant flows are such that the fins 11 are inclined in the opposite direction. The heat exchanger 1 formed in this way.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、間隔をあけて平行に並べられた複数の直線形状のフィンによって流路が形成され、その流路に冷媒を流すことによって発熱体からの熱を放散させる熱交換器に関し、特に、放熱効果を高める冷媒の流れを生じさせるための流路をもった熱交換器に関する。   The present invention relates to a heat exchanger in which a flow path is formed by a plurality of linear fins arranged in parallel at intervals, and heat is dissipated from the heating element by flowing a coolant through the flow path. The present invention relates to a heat exchanger having a flow path for generating a refrigerant flow that enhances a heat dissipation effect.

ハイブリッド自動車等には、モータを駆動するインバータに半導体素子が用いられており、それを冷却する水冷式の熱交換器が採用されている。半導体素子を搭載するインバータは、より高出力が求められる一方で小型化や軽量化の要求が厳しくなってきているため、放熱効果に優れた熱交換器が求められている。下記特許文献1には、冷却性能を向上させた従来の熱交換器が記載されている。図7は、同文献に記載された熱交換器を平面方向に見た断面図である。   A hybrid vehicle or the like uses a semiconductor element for an inverter that drives a motor, and employs a water-cooled heat exchanger that cools the semiconductor element. Inverters equipped with semiconductor elements are required to have higher output, while demands for miniaturization and weight reduction have become stricter. Therefore, a heat exchanger having an excellent heat dissipation effect is required. The following Patent Document 1 describes a conventional heat exchanger with improved cooling performance. FIG. 7 is a cross-sectional view of the heat exchanger described in the document as seen in the plane direction.

熱交換器100は、供給ポート102と排出ポート103が形成されたケース101内に、その供給ポート102から排出ポート103へと流れる冷媒の流路が構成されている。この熱交換器100では、複数のフィン111によって流路が形成され、更に流路は直線方向に3分割された第1、第2、第3フィン群201,202,203が構成されている。フィン群201〜203は、いずれも横方向に複数のフィン111が間隔をあけて平行に配置され、フィン群201〜203同士では、フィン111が同一直線上にあって、これにより直線流路が複数形成されている。ただし、その直線流路は各フィン群201〜203の間で途切れ、合流部105,106が形成されている。   In the heat exchanger 100, a refrigerant flow path that flows from the supply port 102 to the discharge port 103 is formed in a case 101 in which a supply port 102 and a discharge port 103 are formed. In this heat exchanger 100, a flow path is formed by a plurality of fins 111, and the flow path is further divided into first, second, and third fin groups 201, 202, and 203 that are divided into three in the linear direction. In each of the fin groups 201 to 203, a plurality of fins 111 are arranged in parallel in the horizontal direction, and the fin groups 201 to 203 are arranged on the same straight line so that a straight flow path is formed. A plurality are formed. However, the straight flow path is interrupted between the fin groups 201 to 203, and the joining portions 105 and 106 are formed.

また、熱交換器100には、横に並んだ複数のフィン111の間に隔離フィン112,112が設けられ、フィン111同士よりも広い流路107が形成されている。なお、第3フィン群203では、隣り合う離隔フィン112同士がつながって流路を閉じている。こうした熱交換器100には、合流部105,106および離隔フィン112による離隔流路107によって区切られた9区画に、発熱体である半導体素子300がそれぞれ配置されている。こうした熱交換器100では、供給ポート102から流入した冷媒がフィン111による直線流路を流れ、合流部105,106で混ざり合って流量配分を均一にしながら、更に下流へと分岐して流れる。
特開2007−335588号公報
Further, in the heat exchanger 100, isolation fins 112, 112 are provided between a plurality of fins 111 arranged side by side, and a flow path 107 wider than the fins 111 is formed. In the third fin group 203, adjacent separation fins 112 are connected to each other to close the flow path. In such a heat exchanger 100, semiconductor elements 300 as heating elements are respectively arranged in nine sections separated by the separation flow paths 107 formed by the merge portions 105 and 106 and the separation fins 112. In such a heat exchanger 100, the refrigerant flowing in from the supply port 102 flows through the straight flow path by the fins 111, and mixes at the merging portions 105 and 106 to make the flow distribution uniform, and further flows downstream.
JP 2007-335588 A

ところで、フィンによって構成される流路が熱交換器100にように直線である場合、冷媒の流れは層流になってしまう。すると、流路中央部分では流れが速くなる一方、フィン111と接触する部分では流れが遅くなってしまい、フィンを伝わった発熱体の熱は放散され難く、冷却性能が上がらないという問題がある。この点、冷媒がフィンからの熱を効率よく放散させるには、冷媒の流れを乱すことが有効であると考えられるが、熱交換器100のように合流部105,106による横流路では十分ではなかった。   By the way, when the flow path constituted by the fins is a straight line like the heat exchanger 100, the flow of the refrigerant becomes a laminar flow. Then, while the flow becomes faster in the central portion of the flow path, the flow becomes slower in the portion in contact with the fin 111, and there is a problem that the heat of the heating element transmitted through the fin is hardly dissipated and the cooling performance is not improved. In this regard, it is considered effective to disturb the flow of the refrigerant in order for the refrigerant to efficiently dissipate the heat from the fins. However, the transverse flow path by the junctions 105 and 106 as in the heat exchanger 100 is not sufficient. There wasn't.

そのため、近年、半導体素子の小型化によって発熱密度が増大し、インバータなどに使用される熱交換器に対して冷却性能の向上が求められているが、図7に示すような流路構成の熱交換器では十分な冷却能力が得られなかった。   Therefore, in recent years, the heat generation density has increased due to the miniaturization of semiconductor elements, and improvement in cooling performance has been demanded for heat exchangers used in inverters and the like. The exchanger did not provide sufficient cooling capacity.

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、発熱体を効率よく冷却する新たな構造の熱交換器を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a heat exchanger having a new structure that efficiently cools a heating element in order to solve such a problem.

本発明の熱交換器は、直線状に形成された複数のフィンが冷媒の流れと交差する方向に間隔をあけて平行に並べられ、その隣り合うフィン同士の隙間が冷媒の流れる流路となるものであって、前記フィンを冷媒の流れる方向に分割した複数のフィン群が形成され、冷媒の流れる方向に前後して位置するフィン群同士は、互いのフィンが逆方向に傾斜して形成されているものであることを特徴とする。   In the heat exchanger according to the present invention, a plurality of fins formed in a straight line are arranged in parallel in the direction intersecting with the refrigerant flow, and a gap between adjacent fins becomes a flow path through which the refrigerant flows. A plurality of fin groups are formed by dividing the fins in the direction in which the refrigerant flows, and the fin groups that are positioned back and forth in the direction in which the refrigerant flows are formed such that the fins incline in opposite directions. It is characterized by being.

また、本発明の熱交換器は、前記フィン群が、平板形状のベースに対して複数のフィンが突設したフィン部材によって形成され、冷媒が流れるフレーム内に、当該冷媒の流れる方向に前後してフィンの傾斜方向を反対にした前記フィン部材が交互に設置されたものであることが好ましい。
また、本発明の熱交換器は、前記複数のフィン部材は全て同じ形状であって、冷媒の流れる方向に前後するもの同士が向きを逆にして設置されたものであることが好ましい。
また、本発明の熱交換器は、前記フィン部材が押出成形によって形成されたものであることが好ましい。
Further, in the heat exchanger according to the present invention, the fin group is formed by a fin member in which a plurality of fins protrudes from a flat plate-like base, and moves back and forth in the flow direction of the refrigerant in a frame through which the refrigerant flows. It is preferable that the fin members having opposite fin inclination directions are alternately installed.
In the heat exchanger of the present invention, it is preferable that all of the plurality of fin members have the same shape, and the ones that move back and forth in the direction in which the refrigerant flows are installed in opposite directions.
In the heat exchanger of the present invention, the fin member is preferably formed by extrusion.

よって、本発明によれば、フィン群同士のフィンが逆方向に傾斜しているため、冷媒が下流側のフィンに衝突して攪拌して流れるため、フィンから熱を奪った冷媒が停滞することなく下流へとスムーズに流れていく。従って、小型の発熱体によって発熱密度が増大したとしても、冷媒がフィンから効率良く熱を奪って流れるため、従来に比べて冷却能力が格段に向上したことで対応が可能になる。
また、本発明によれば、フィン群ごとにフィンの傾斜を逆方向にさせるためフィン部材を使用したこと、更には同一形状のフィン部材を使用したこと、そしてフィン部材を押出成形によって形成したことにより、加工コストを抑えて熱交換器を安価に提供することが可能になる。
Therefore, according to the present invention, since the fins of the fin groups are inclined in the opposite direction, the refrigerant collides with the fins on the downstream side and agitates and flows, so that the refrigerant that has taken heat from the fins stagnates. It flows smoothly downstream. Therefore, even if the heat generation density is increased by a small heating element, the refrigerant efficiently takes heat from the fins and flows, so that it is possible to cope with the cooling ability that is significantly improved compared to the conventional case.
Further, according to the present invention, the fin member is used to reverse the inclination of the fin for each fin group, the fin member having the same shape is used, and the fin member is formed by extrusion molding. As a result, it is possible to provide a heat exchanger at a low cost while reducing processing costs.

次に、本発明に係る熱交換器の一実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。図1は、本実施形態の熱交換器を示した斜視図である。
この熱交換器1は、フレーム2内に複数のフィン部材10が挿入され、フィン部材10を構成する複数のフィン11によって冷媒を流す複数の流路が形成されたものである。熱交換器1の本体をなすフレーム2は、例えば矢印Qで示す方向から冷媒が流し込まれるものであり、その流入側開口部2aから排出側開口部2bへと図面Y方向に貫通した筒形状をしたものである。そして、その冷媒の流れるQ方向と直交するフレーム2の横断面は、図面X方向に長い矩形の扁平形状で形成されている。
Next, an embodiment of a heat exchanger according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a heat exchanger according to the present embodiment.
In the heat exchanger 1, a plurality of fin members 10 are inserted into the frame 2, and a plurality of flow paths through which refrigerant flows are formed by the plurality of fins 11 constituting the fin members 10. The frame 2 forming the main body of the heat exchanger 1 has a cylindrical shape penetrating in the Y direction in the drawing from the inflow side opening 2a to the discharge side opening 2b, for example, from the direction indicated by the arrow Q. It is a thing. And the cross section of the flame | frame 2 orthogonal to the Q direction through which the refrigerant | coolant flows is formed in the rectangular flat shape long in the drawing X direction.

なお、図示した熱交換器1は、フレーム2に流入側開口部2aと排出側開口部2bが大きく開口して形成されたものが示されているが、使用時には閉じた状態でそれぞれが不図示の冷媒供給管または冷媒排出管に接続される。そして、冷媒供給管には、冷媒を熱交換器1に対して一定の圧力で送り込む供給ポンプが接続され、冷媒排出管には、熱交換器1から排出された冷媒を回収するタンクが接続される。   In addition, although the illustrated heat exchanger 1 is shown in which the inflow side opening 2a and the discharge side opening 2b are largely opened in the frame 2, each is not shown in the closed state when used. Connected to the refrigerant supply pipe or the refrigerant discharge pipe. The refrigerant supply pipe is connected to a supply pump for sending the refrigerant to the heat exchanger 1 at a constant pressure, and the refrigerant discharge pipe is connected to a tank for collecting the refrigerant discharged from the heat exchanger 1. The

ここで、図2は、熱交換器1を図1の下方から示した断面図である。また、図3(a)は、図2のA−A矢視のフィン部材10aを示した側面図であり、図3(b)は、図2のB−B矢視のフィン部材10bを示した側面図である。熱交換器1には、こうしたフィン部材10a,10bが交互に配置されている。ただし熱交換器1を構成する複数のフィン部材10(10a,10b)は、全て同一のものであって図示するように向きを逆転させて配置しているに過ぎない。   Here, FIG. 2 is a cross-sectional view of the heat exchanger 1 shown from below in FIG. 3A is a side view showing the fin member 10a as viewed in the direction of arrows AA in FIG. 2, and FIG. 3B shows the fin member 10b as seen in the direction of arrows BB in FIG. FIG. In the heat exchanger 1, such fin members 10a and 10b are alternately arranged. However, the plurality of fin members 10 (10a, 10b) constituting the heat exchanger 1 are all the same, and are merely arranged with their directions reversed as illustrated.

フィン部材10は、短冊形状の平板からなるベース12上に複数のフィン11が突設され、フィン11同士が一定の間隔をあけて平行に配置され、全て同じ方向に一定の角度で傾いて形成されている。そして、ベース12の下面からフィン11先端までの高さ(図3のZ方向)寸法、ベース12の長さ(図3のX方向)寸法は、フレーム2の内部断面の寸法(図1のZ,X寸法)に合わせて形成されており、図1及び図2に示すようにフレーム2内にフィン部材10が挿入して組み込まれている。   The fin member 10 is formed by projecting a plurality of fins 11 on a base 12 made of a strip-shaped flat plate, the fins 11 being arranged in parallel with a certain interval, and all inclined at a certain angle in the same direction. Has been. The height from the bottom surface of the base 12 to the tip of the fin 11 (Z direction in FIG. 3) and the length of the base 12 (X direction in FIG. 3) are the dimensions of the internal cross section of the frame 2 (Z in FIG. 1). , X dimension), and the fin member 10 is inserted and incorporated in the frame 2 as shown in FIGS.

次に、図4は、図1に示す熱交換器1の流入口側開口部2aをQ方向から示した図である。図1の矢印Q方向からフィン部材10a,10bは、傾きの異なるそれぞれのフィン11が交差するようにして配置されている。ここでは、図面手前に位置するフィン部材10aのフィン11aがベース12から左側に傾き、その後方に位置するフィン部材10bのフィン11bが逆に右側に傾いている。このように、熱交換器1は、フィン部材10a,10bによって区別されたフィン群によって、冷媒の流れる方向において段階的に流れが切り替えられるようになっている。   Next, FIG. 4 is the figure which showed the inflow port side opening part 2a of the heat exchanger 1 shown in FIG. 1 from Q direction. The fin members 10a and 10b are arranged so that the fins 11 having different inclinations intersect from the direction of the arrow Q in FIG. Here, the fin 11a of the fin member 10a located in front of the drawing is inclined to the left from the base 12, and the fin 11b of the fin member 10b located behind is inclined to the right. As described above, the heat exchanger 1 is configured so that the flow is switched stepwise in the direction in which the refrigerant flows by the fin groups distinguished by the fin members 10a and 10b.

その際、手前側に位置するフィン部材10aのフィン11aによって構成された流路が、その下流側に配置されたフィン部材10bのフィン11bによって一部塞がれた状態になっている。同じようにフィン部材10bのフィン11bによって構成された流路が、更にその下流側に配置されたフィン部材10aのフィン11aによって一部塞がれた状態になっている。そして、こうした関係が交互に配置されたフィン部材10a,10bによって繰り返されている。よって、本実施形態の熱交換器1では、流路を流れる冷媒が、傾きの逆になった後方のフィン11にぶつかって乱されながら流れるようになっている。   At that time, the flow path constituted by the fins 11a of the fin member 10a located on the near side is partially blocked by the fins 11b of the fin member 10b arranged on the downstream side thereof. Similarly, the flow path constituted by the fins 11b of the fin member 10b is partially blocked by the fins 11a of the fin member 10a disposed further downstream. Such a relationship is repeated by the alternately arranged fin members 10a and 10b. Therefore, in the heat exchanger 1 of the present embodiment, the refrigerant flowing through the flow path flows while being disturbed by hitting the rear fins 11 whose inclination is reversed.

続いて、熱交換器1の流路を構成するフィン部材10は、図5に示すようにして形成される。図5はフィン部材の一部加工工程を示した概念図である。
フィン部材10は、熱伝達率の良いアルミが材料として使用され、融解した材料が複数のフィン11やベース12を形成する成形型から押し出され、例えば数mの長さのロングフィン部材10Lが形成される。このように、先ず長尺のロングフィン部材10Lが形成され、その後に一定の幅に切断されたフィン部材10が形成される。
Then, the fin member 10 which comprises the flow path of the heat exchanger 1 is formed as shown in FIG. FIG. 5 is a conceptual diagram showing a partial processing step of the fin member.
The fin member 10 is made of aluminum having a good heat transfer coefficient, and the melted material is extruded from a mold that forms a plurality of fins 11 and a base 12 to form, for example, a long fin member 10L having a length of several meters. Is done. Thus, the long long fin member 10L is first formed, and then the fin member 10 cut to a certain width is formed.

ロングフィン部材10Lは、押出成形後にそのまま図5に示す切断工程へと搬送されるが、こうした押出成形直後の段階ではロングフィン部材10Lがまだ熱をもって柔らかい状態にある。ロングフィン部材10Lは、ロングベース12Lを下にして上方に傾いたロングフィン11Lが起立した状態で図示するように押出し方向Fで搬送され、その搬送先にプレス装置50が構成されている。そのプレス装置50は、ロングベース12Lを下方で支える不図示の下型と、押出し方向Fに直交して配置され、下型に向けて下ろされる板状の切断プレス型51が設けられている。   The long fin member 10L is conveyed to the cutting process shown in FIG. 5 as it is after the extrusion molding, but the long fin member 10L is still in a soft state with heat immediately after such extrusion molding. The long fin member 10L is transported in the pushing direction F as illustrated with the long fin 11L tilted upward with the long base 12L down, and the press device 50 is configured at the transport destination. The press device 50 is provided with a lower mold (not shown) that supports the long base 12L below, and a plate-shaped cutting press mold 51 that is arranged perpendicular to the extrusion direction F and is lowered toward the lower mold.

プレス装置50は、切断プレス型51を下型にまで打ち込むことにより、ロングフィン11L及びロングベース12Lを一定の幅で切断するものである。しかし、その際、切断プレス型51の押圧力によって傾斜したロングフィン11Lが倒れてしまわないようにフィン抑え治具53,53が用意されている。フィン抑え治具53,53は、複数あるロングフィン11Lの間に入り込むように板状の支持突起55が複数形成され、一つずつのロングフィン11Lにかかる切断プレス型51の押圧力を傾斜した裏側から支えるようにしたものである。なお、プレス装置50は、垂直に切断プレス型51を打ち下ろすものであるが、例えば、ロングフィン11Lの傾きに沿って移動させ、切断プレス型の先端を各フィンと直交するように山形にするなどしてもよい。   The press device 50 cuts the long fins 11L and the long base 12L with a constant width by driving the cutting press die 51 to the lower die. However, at that time, fin restraining jigs 53 and 53 are prepared so that the long fin 11L inclined by the pressing force of the cutting press die 51 does not fall down. The fin holding jigs 53, 53 are formed with a plurality of plate-like support protrusions 55 so as to enter between the plurality of long fins 11L, and the pressing force of the cutting press die 51 applied to each of the long fins 11L is inclined. It is intended to be supported from the back side. The press device 50 is for vertically lowering the cutting press die 51. For example, the pressing device 50 is moved along the inclination of the long fin 11L, and the tip of the cutting press die is formed in a mountain shape so as to be orthogonal to each fin. Etc.

そこで、切断工程では、押出成形されたロングフィン部材10Lがその押出し方向Fへと搬送され、所定の間隔で一旦停止して切断処理が行われる。停止したロングフィン部材10Lに対してフィン抑え治具53,53が当てられ、その支持突起55がロングフィン11Lの間に入り込んで傾斜した裏側を支持する。そして、その状態で切断プレス型51が下降し、下型に押し付けられることで、材料が押し潰されるようにしてロングフィン11L及びロングベース12Lが図示するように切断され、同じ形のフィン部材10が幾つもつくられていく。   Therefore, in the cutting step, the extruded long fin member 10L is conveyed in the extrusion direction F, and is temporarily stopped at a predetermined interval to perform a cutting process. Fin restraining jigs 53, 53 are applied to the stopped long fin member 10L, and the support protrusion 55 enters between the long fins 11L to support the inclined back side. In this state, the cutting press die 51 is lowered and pressed against the lower die, so that the long fin 11L and the long base 12L are cut as shown in the drawing so that the material is crushed. Will be created.

こうして形成されたフィン部材10は、図3に示すように向きを逆転させたものが、図1及び図2に示すようにして交互にフレーム2内に挿入される。冷媒の流れる方向に前後するフィン部材10a,10bは互いに接するようにして詰めて配置され、不図示の留め具などによってフレーム2と一体になる。そして、この熱交換器1は、図6に示すように熱拡散のためのヒートスプレッダ6がフレーム2に貼り付けられ、その上に発熱体である複数の半導体素子7が整然と並べて貼り付けられる。   The fin member 10 formed in this manner is reversely oriented as shown in FIG. 3 and inserted alternately into the frame 2 as shown in FIGS. The fin members 10a and 10b that are moved back and forth in the direction in which the refrigerant flows are arranged so as to be in contact with each other, and are integrated with the frame 2 by a fastener (not shown). In the heat exchanger 1, as shown in FIG. 6, a heat spreader 6 for heat diffusion is attached to the frame 2, and a plurality of semiconductor elements 7, which are heating elements, are attached in an orderly manner.

そこで、インバータなどに使用される半導体素子7が発熱すると、その熱はヒートスプレッダ6に伝わって拡散され、更にフレーム2から内部に設置されたフィン部材10のフィン11へと伝えられる。フレーム2内には流入側開口部2aから冷媒が供給され、反対の排出側開口部2bへと流れている。従って、フィン11に伝えられた熱は、そのフィン11に接しながら流れる冷媒に熱が奪われる。冷媒は、フィン11同士の隙間を流路として流れるが、本実施形態では特に、進行方向に交互に配置されたフィン部材10a,10bによって、冷媒がフィン11にぶつかりながら流れる。そのため、常に冷媒が攪拌された状態で流れ、熱を奪った冷媒が効率良く下流へと流れていく。   Therefore, when the semiconductor element 7 used in the inverter or the like generates heat, the heat is transmitted to the heat spreader 6 and diffused, and further transmitted from the frame 2 to the fin 11 of the fin member 10 installed inside. The refrigerant is supplied from the inflow side opening 2a into the frame 2 and flows to the opposite discharge side opening 2b. Accordingly, the heat transferred to the fin 11 is taken away by the refrigerant flowing while in contact with the fin 11. Although the refrigerant flows as a flow path between the fins 11, the refrigerant flows while colliding with the fins 11 by the fin members 10 a and 10 b that are alternately arranged in the traveling direction. Therefore, the refrigerant always flows while being stirred, and the refrigerant that has deprived of heat efficiently flows downstream.

この点、図7に示す垂直に起立したフィンからなる流路の場合には、冷媒の流れが層流となって熱を奪ったフィンに接する冷媒が停滞してしまうが、本実施形態では、冷媒がフィン11に衝突して攪拌されるため、フィン11から熱を奪った冷媒が停滞することなく下流へとスムーズに流れていく。従って、本実施形態の熱交換器1によれば、半導体素子7が小型化して発熱密度が増大したとしても、冷媒がフィン11から効率良く熱を奪って流れるため、従来に比べて冷却能力が格段に向上したことで対応が可能になる。   In this regard, in the case of the flow path composed of vertically raised fins as shown in FIG. 7, the refrigerant flows in a laminar flow and the refrigerant in contact with the fins deprived of heat stagnates. Since the refrigerant collides with the fins 11 and is stirred, the refrigerant that has taken heat from the fins 11 smoothly flows downstream without stagnation. Therefore, according to the heat exchanger 1 of the present embodiment, even if the semiconductor element 7 is downsized and the heat generation density is increased, the refrigerant efficiently draws heat from the fins 11 and flows, so that the cooling capacity is higher than the conventional one. It becomes possible to cope with the improvement.

また、本実施形態によれば、押出成形したロングフィン部材10Lから切断して得られるフィン部材10は、その加工費用を抑え、しかも加工時間の短縮による大量生産が可能である。更に、同一のフィン部材10a,10bによって構成されているため部品点数も少ない点でもコストを抑えることで、熱交換器1を安価に提供することが可能になる。
また、押出成形によってフィン部材10を形成しているため、フィン11の微細加工が可能になり、小型の発熱体に対応した冷却性能をもった熱交換器1を提供することが可能になる。
Further, according to the present embodiment, the fin member 10 obtained by cutting from the extruded long fin member 10L can reduce the processing cost and can be mass-produced by reducing the processing time. Furthermore, since it is configured by the same fin members 10a and 10b, it is possible to provide the heat exchanger 1 at a low cost by suppressing the cost even with a small number of parts.
Moreover, since the fin member 10 is formed by extrusion molding, the fin 11 can be finely processed, and the heat exchanger 1 having a cooling performance corresponding to a small heating element can be provided.

以上、本発明に係る熱交換器についての一実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、実施形態のフィン部材10は、そのフィン11の数や傾き、あるいは間隔は対象となる発熱体によって適宜変更可能である。
また、熱交換器1では、フレーム2内の流路を全てフィン部材10によって構成しているが、一部をフィン部材10とし、他の部分を従来例のような垂直に起立したフィンを併用して構成したものであってもよい。
また、熱交換器1では、フィン部材10同士のフィン11が冷媒の流れる方向に接するように配置されているが、フィン11の間に図7に示す合流部105のような隙間をあけるようにしてもよい。
As mentioned above, although one Embodiment about the heat exchanger which concerns on this invention was described, this invention is not limited to this, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning.
For example, in the fin member 10 according to the embodiment, the number, inclination, or interval of the fins 11 can be appropriately changed depending on a target heating element.
Further, in the heat exchanger 1, all the flow paths in the frame 2 are constituted by the fin members 10, but some of them are fin members 10 and other portions are used in combination with vertically raised fins as in the conventional example. It may be configured as follows.
Further, in the heat exchanger 1, the fins 11 of the fin members 10 are arranged so as to be in contact with the direction in which the refrigerant flows. However, a gap such as the junction 105 shown in FIG. May be.

熱交換器の一実施形態を示した斜視図である。It is the perspective view which showed one Embodiment of the heat exchanger. 図の熱交換器を下方から示した断面図である。It is sectional drawing which showed the heat exchanger of the figure from the downward direction. フィン部材を図2のA−A矢視で示した側面図(a)と、図2のB−B矢視で示した側面図(b)である。It is the side view (a) which showed the fin member by the AA arrow of FIG. 2, and the side view (b) shown by the BB arrow of FIG. 図1に示す熱交換器の流入口側開口部をQ方向から示した図である。It is the figure which showed the inflow port side opening part of the heat exchanger shown in FIG. 1 from Q direction. フィン部材の一部加工工程を示した概念図である。It is the conceptual diagram which showed the partial process process of the fin member. 本実施形態の使用状態を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the use condition of this embodiment. 従来の熱交換器について平面方向に見た断面図である。It is sectional drawing seen from the plane direction about the conventional heat exchanger.

符号の説明Explanation of symbols

1 熱交換器
2 フレーム
6 ヒートスプレッダ
7 半導体素子
10(10a,10b) フィン部材
11 フィン
12 ベース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat exchanger 2 Frame 6 Heat spreader 7 Semiconductor element 10 (10a, 10b) Fin member 11 Fin 12 Base

Claims (4)

直線状に形成された複数のフィンが冷媒の流れと交差する方向に間隔をあけて平行に並べられ、その隣り合うフィン同士の隙間が冷媒の流れる流路となる熱交換器において、
前記フィンを冷媒の流れる方向に分割した複数のフィン群が形成され、冷媒の流れる方向に前後して位置するフィン群同士は、互いのフィンが逆方向に傾斜して形成されているものであることを特徴とする熱交換器。
In the heat exchanger in which a plurality of fins formed in a straight line are arranged in parallel in the direction intersecting with the refrigerant flow, and the gap between the adjacent fins becomes a flow path through which the refrigerant flows.
A plurality of fin groups are formed by dividing the fins in the direction in which the refrigerant flows, and the fin groups positioned back and forth in the direction in which the refrigerant flows are formed by inclining each other in the opposite direction. A heat exchanger characterized by that.
請求項1に記載する熱交換器において、
前記フィン群は、平板形状のベースに対して複数のフィンが突設したフィン部材によって形成され、冷媒が流れるフレーム内に、当該冷媒の流れる方向に前後してフィンの傾斜方向を反対にした前記フィン部材が交互に設置されたものであることを特徴とする熱交換器。
The heat exchanger according to claim 1,
The fin group is formed by a fin member in which a plurality of fins protrudes from a flat plate-shaped base, and in the frame in which the refrigerant flows, the fins are inclined in opposite directions in the direction in which the refrigerant flows. A heat exchanger in which fin members are alternately installed.
請求項2に記載する熱交換器において、
前記複数のフィン部材は全て同じ形状であって、冷媒の流れる方向に前後するもの同士が向きを逆にして設置されたことを特徴とする熱交換器。
The heat exchanger according to claim 2,
All of the plurality of fin members have the same shape, and the heat exchangers are arranged in such a manner that the ones that move back and forth in the refrigerant flow direction are reversed.
請求項2又は請求項3に記載する熱交換器において、
前記フィン部材が押出成形によって形成されたものであることを特徴とする熱交換器。
In the heat exchanger according to claim 2 or claim 3,
The heat exchanger, wherein the fin member is formed by extrusion molding.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2014204045A (en) * 2013-04-08 2014-10-27 株式会社Uacj Cooler

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