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公開番号2023183368
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-12-27
出願番号2023014107
出願日2023-02-01
発明の名称熱交換器
出願人株式会社神戸製鋼所
代理人個人,個人,個人
主分類F28F 3/00 20060101AFI20231220BHJP(熱交換一般)
要約【課題】熱伝導性能が高く、容易に製造および大型化可能な熱交換器を提供する。
【解決手段】熱交換器1が、流路形成板10および温調板20を備える。流路形成板10は、流路面11と、流路面11に凹設された溝13とを有する。温調板20は、流路面11に重ねられたカバー面21と、カバー面21とは反対側で対象物9と近接する熱交換面22とを有する。溝13がカバー面21で覆われることで、熱媒流路2が構成される。流路形成板10および温調板20は、金属の板材から成形され、カバー面21および流路面11上にそれぞれ設けられた接着皮膜60を介して互いに接合される。接着皮膜60は、化成処理層61と、無極性樹脂からなる樹脂層62とを板材からこの順で積層することによって形成される。熱媒は、熱媒流路2を通流し、接着皮膜60が設けられた温調板20を介した固体伝熱により対象物9との間で熱交換を行う。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項1】
流路面と、前記流路面に凹設された溝とを有する流路形成板と、
前記流路面に重ねられたカバー面と、前記カバー面とは反対側で対象物と近接する熱交換面とを有する温調板と、
前記溝が前記カバー面で覆われることによって構成され、前記対象物との間で熱交換を行う熱媒を通流させる熱媒流路と
を備え、
前記流路形成板および前記温調板は、金属の板材から成形され、前記カバー面および前記流路面上にそれぞれ設けられた接着皮膜を介して互いに接合され、前記接着皮膜が、前記板材の表面に対する化成処理により形成される化成処理層と、無極性樹脂からなる樹脂層とを前記板材からこの順で積層することにより形成されている、熱交換器。
続きを表示(約 720 文字)【請求項2】
前記接着皮膜が、前記カバー面および前記溝の内面に設けられ、前記熱媒流路の内面が、前記接着皮膜で覆われている
請求項1に記載の熱交換器。
【請求項3】
前記接着皮膜の厚さが、10μm以下である
請求項1に記載の熱交換器。
【請求項4】
前記無極性樹脂が、ポリプロピレン、ポリエチレン、またはポリオレフィンである
請求項1に記載の熱交換器。
【請求項5】
前記流路形成板の前記流路面とは反対側に設けられた断熱材を更に備える
請求項1に記載の熱交換器。
【請求項6】
前記流路形成板の前記流路面とは前記反対側の背面上に、前記接着皮膜が設けられ、前記断熱材が、前記接着皮膜を介して前記流路形成板に接合される
請求項5に記載の熱交換器。
【請求項7】
前記断熱材を覆う保護部材を更に備える
請求項5に記載の熱交換器。
【請求項8】
前記温調板が平板状に形成され、前記流路形成板およびこれに重ねられる前記温調板が、低背のパネル体を構成する
請求項1に記載の熱交換器。
【請求項9】
前記温調板の縁部から、前記流路形成板とは反対側へと立設された周壁を更に備え、
前記温調板および前記周壁が、前記対象物を収納する箱体を構成し、前記温調板が、前記箱体の底壁を形成する
請求項1に記載の熱交換器。
【請求項10】
前記温調板および前記周壁は、単一の金属の板材の折曲げにより一体に成形されている
請求項9に記載の熱交換器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、熱交換器に関する。
続きを表示(約 1,900 文字)【背景技術】
【0002】
電子部品を適温に保って安定的に動作させるために、液冷式の熱交換器が用いられる場合がある。例えば、特許文献1に開示される熱交換器は、インナーフィンを内蔵したトレイ部材をカバー部材で閉塞することによって構成されている。液状の熱媒が、閉塞された空間内を通流し、熱交換器の外表面と接触している熱交換対象物との間で固体伝熱により熱交換を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2021-103060号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記の熱交換器では、蝋付けや拡散接合を避けて密閉構造を製作するため、カバー部材、トレイ部材、およびインナーフィンが、金属シートに熱融着フィルムおよび保護シートを積層してなるラミネート材で構成され、熱融着により互いに接合されている。しかし、熱融着フィルムの薄膜化には限界があり、30μm未満にまで厚みを低減することは技術的に難しいのが実情である。保護シートの厚みが累積されることも相まって、ラミネート材の熱抵抗が高くなり、熱交換器の熱伝導性能が低くなる。
【0005】
インナーフィンの内蔵により、熱媒と接触可能な熱交換器の表面積が増大するため、熱伝導性能の低下を緩和し得るとも考えられる。しかし、インナーフィンは、その複雑形状に照らして、製造方法に制約がある。上記の熱交換器では、金属シートに予めラミネート処理を施してから平易なプレス加工で複雑形状を成形するため、金属シートが箔状に形成されている。熱交換器の剛性が低くなり、利用可能な場面が限定されるおそれがある。金属シートにある程度の板厚を持たせて熱交換器の剛性を確保する場合には、深絞り成形または鋳造により複雑形状を成形した後に、ラミネート処理を施すことになる。複雑形状が付与された部材へのラミネート処理は煩雑であり、熱交換器の製造コストが高くなり、また、大型化が困難となる。
【0006】
本発明は、熱伝導性能が高く、容易に製造および大型化可能な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】
【0007】
本発明は、流路面と、前記流路面に凹設された溝とを有する流路形成板と、前記流路面に重ねられたカバー面と、前記カバー面とは反対側で熱交換の対象物と近接する熱交換面とを有する温調板と、前記溝が前記カバー面で覆われることにより構成され、前記対象物との間で熱交換を行う熱媒を通流させる熱媒流路とを備え、前記流路形成板および前記温調板は、金属の板材から成形され、前記流路面および前記カバー面上にそれぞれ設けられた接着皮膜を介して互いに接合され、前記接着皮膜が、前記板材の表面に対する化成処理により形成される化成処理層と、無極性樹脂からなる樹脂層とを前記板材からこの順で積層することにより形成されている、熱交換器を提供する。
【0008】
上記構成によれば、温調板のカバー面と流路形成板の流路面とが接着皮膜を介して接合される。カバー面および流路面は化成処理されるので、温調板および流路形成板の金属の素材に関わらず、無極性樹脂からなる接着層が接着性能を十分に発揮できる。接着皮膜が熱融着フィルムと同等の接着性能を発揮する状況下において、接着皮膜の厚さは、熱融着フィルムの数分の一から数十分の一程度にまで低減可能である。そのため、熱媒と対象物との間で熱抵抗が小さくなり、固体伝熱による抜熱または加熱を効率的に行うことができる。熱媒流路は、流路形成板の流路面に設けられた溝が、温調板のカバー面で閉塞されることにより構成される。フィンとは異なり、平易なプレス加工で実現可能な流路構造が採用される。そのため、熱交換器を容易に製造でき、また、熱交換器の大型化を容易に実現できる。
【0009】
前記接着皮膜が、前記カバー面および前記溝の内面に設けられ、前記熱媒流路の内面が、前記接着皮膜で覆われていてもよい。これにより、熱媒との化学反応を著しく低下させた無極性樹脂からなる接着皮膜が、金属製の流路形成板および温調板の板材と熱媒との間に介在することにより、流路形成板および温調板が熱媒で腐食することを防止できる。
【0010】
前記接着皮膜の厚さが、10μm以下であってもよい。これにより、フィルムが適用される場合と比べ、同等の接着性能を確保しながら熱抵抗を小さくすることができる。
(【0011】以降は省略されています)

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