JP4996284B2

JP4996284B2 - Pipe structure for heat exchanger

Info

Publication number: JP4996284B2
Application number: JP2007049059A
Authority: JP
Inventors: 一則大友
Original assignee: T Rad Co Ltd
Current assignee: T Rad Co Ltd
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2027-02-28
Also published as: JP2008211147A

Description

本発明は、主として水冷ヒートシンクとして用いられる熱交換器のパイプ取付け構造に関する。 The present invention relates to a pipe mounting structure for a heat exchanger mainly used as a water-cooled heat sink.

パワートランジスター等の発熱量の大きな電子部品または電子機器を冷却する水冷ヒートシンクとして、皿状に形成された一対のプレートとその端部に設けられた一対の冷却水出入口パイプとを有するものが知られている。この一対のプレートは、プレス成形加工により周縁部を残して全体に浅い凹部が形成されると共に、その周縁部の一部に凹部とその縁とを連通する断面半円形の溝部が形成されている。そして凹部にはインナーフィンが介装され、溝部には図６に示す如く、出入口パイプ５が嵌着され、各部品間がろう材により一体にろう付け固定されるものである。 Known as a water-cooled heat sink that cools electronic components or electronic devices that generate a large amount of heat, such as power transistors, has a pair of plates formed in a dish shape and a pair of cooling water inlet / outlet pipes provided at the ends of the plates. ing. The pair of plates is formed with a shallow concave portion on the whole, leaving a peripheral edge portion by press molding, and a semicircular groove having a semicircular cross section that connects the concave portion and its edge to a part of the peripheral edge portion. . Inner fins are interposed in the recesses, and the inlet / outlet pipes 5 are fitted in the grooves, as shown in FIG. 6, and the parts are brazed and fixed integrally with a brazing material.

このように、従来の熱交換器のパイプ取付け構造は、一対のプレート４の縁部に設けた溝部３に出入口パイプ５が嵌着し、両者間が一体にろう付け固定されるものである。ところが、このプレート４はプレス成形により加工されるものであるため、溝部３の上縁はその縁に沿ってＲが形成される。そして一対のプレート４を重ね合わせたとき、溝部３の重ねあわせ部に沿って小さな楔状の隙間13が形成される。そのため、出入口パイプ５と溝部３の重ね合わせ部に断面三角形の隙間が生じ、ろう付け時にその隙間からろう材が外部に流出し、出入口パイプ５と溝部３との液密性を確保できないことがあった。 As described above, in the conventional heat exchanger pipe mounting structure, the inlet / outlet pipe 5 is fitted into the groove portion 3 provided at the edge portion of the pair of plates 4, and the two are integrally brazed and fixed. However, since the plate 4 is processed by press molding, the upper edge of the groove 3 is formed with R along the edge. When the pair of plates 4 are overlapped, a small wedge-shaped gap 13 is formed along the overlapping portion of the groove 3. For this reason, a gap having a triangular cross-section is formed in the overlapping portion of the inlet / outlet pipe 5 and the groove 3, and the brazing material flows out from the gap during brazing, and the liquid tightness between the inlet / outlet pipe 5 and the groove 3 cannot be secured. there were.

そこで本出願人は、既に特願２００６−２２１４４８号記載のパイプ取付構造を提案している。これは出入口パイプ５の先端よりに環状の凸状を形成し、それに整合して一対のプレート４に弧状スリットを設け、その弧状スリットに凸状を嵌着してろう付け固定するものである。これにより、出入口パイプ５と溝部３との液密性は保てることが判った。 Therefore, the present applicant has already proposed a pipe mounting structure described in Japanese Patent Application No. 2006-221448. In this structure, an annular convex shape is formed from the tip of the inlet / outlet pipe 5, an arc slit is formed in the pair of plates 4 in alignment therewith, and the convex shape is fitted into the arc slit and fixed by brazing. Thereby, it turned out that the liquid-tightness of the entrance / exit pipe 5 and the groove part 3 can be maintained.

特開昭６３−２２３４９８号公報JP 63-223498 A

しかしながら、上記提案の構造でも、プレート４の溝部３の縁からろう材が流出することは防げなかった。それと共に、パイプ取付け部のバランスが悪く、不体裁になる欠点があった。
そこで、本発明は係る欠点を全て取り除くことを課題とする。 However, even with the proposed structure, the brazing material cannot be prevented from flowing out from the edge of the groove 3 of the plate 4. At the same time, there was a drawback that the balance of the pipe mounting part was bad and unnatural.
Therefore, an object of the present invention is to eliminate all the drawbacks.

請求項１に記載の本発明は、プレス加工により、周縁部を残して全体に浅い凹部(1)が形成されると共に、前記周縁部の一部に前記凹部(1)と前記周縁部の縁(2)とを連通する断面半円状の溝部(3)が形成された互いに整合する一対のプレート(4)を有し、
それぞれの前記凹部(1)および前記溝部(3)を対向して前記両プレート(4)が重ね合わされ且つ、前記溝部(3)に出入口パイプ(5)が嵌着されて、それら各部品の各接触部間が互いに液密にろう付け固定されてなる熱交換器において、
前記出入口パイプ(5)の外周に環状の第１突条(6)が形成され、前記第１突条(6)が前記溝部(3)の縁の全周に接するように構成され、
一対の前記プレート(4)は、その内表面に予めろう材が被覆されたクラッド材が用いられ、前記出入口パイプ(5)は、その外面に前記出入口パイプ(5)の先端と前記第１突条(6)との間で、環状の第２突条(7)が形成され、
前記第２突条(7)に整合して、前記一対のプレート(4)の前記溝部(3)に弧状スリット(8)が設けられ、
前記弧状スリット(8)の長手方向両端は、一対の前記プレート(4)の平坦部まで達し、
前記弧状スリット(8)に前記第２突条(7)が嵌着して、ろう付け固定された熱交換器のパイプ取付け構造。 The present invention according to claim 1, by pressing, with a shallow recess over the entire leaving the peripheral portion (1) is formed, said recess portion of said peripheral portion (1) the peripheral edges (2) having a pair of plates (4) aligned with each other and having a semicircular groove (3) in communication with the cross section,
Each of the recess (1) and said groove (3) so as to face the both plates (4) are superposed and the groove (3) in the entrance pipe (5) is fitted, each of those of the respective components In the heat exchanger in which the contact parts are fixed in a liquid-tight manner by brazing,
The peripheral annular first ridge (6) is formed on the entrance pipe (5), the first ridge (6) is configured so as to contact the entire circumference of the edge of the groove (3),
The pair of plates (4) is made of a clad material whose inner surface is coated with a brazing material in advance, and the inlet / outlet pipe (5) has an outer surface on the tip of the inlet / outlet pipe (5 ) and the first protrusion. An annular second ridge (7) is formed between the ridge (6) and
An arc-shaped slit (8) is provided in the groove (3) of the pair of plates (4) in alignment with the second protrusion (7),
The longitudinal ends of the arcuate slits (8), reaches the flat portions of the pair of the plate (4),
Said second ridge (7) is fitted, the pipe mounting structure of brazed fixed heat exchanger to said arcuate slits (8).

本発明の熱交換器のパイプ取付け構造は、出入口パイプ５の環状の第１突条(6)が各プレート４の溝部３の縁の全周に接して、それら各部品の接触部間が互いに液密にろう付け固定されたものである。そのため、出入口パイプ５の外周と一対のプレート４の溝部３どうしの突合せ部に生じる隙間を、その端で第１突条６により閉塞し、出入口パイプ５の外周と溝部３との液密性を確保しうる。そして、溝部３の縁からろう材が外部に流出することをその第１突条６によって防止し、出入口パイプ５周縁の体裁がよく、ろう付けの信頼性を向上できる。 In the heat exchanger pipe mounting structure of the present invention, the annular first protrusion (6) of the inlet / outlet pipe 5 is in contact with the entire circumference of the edge of the groove portion 3 of each plate 4, and the contact portions of these parts are mutually connected. It is brazed and fixed in a liquid-tight manner. Therefore, a gap generated between the outer periphery of the inlet / outlet pipe 5 and the abutting portion between the groove portions 3 of the pair of plates 4 is closed at the end by the first protrusion 6, and the liquid tightness between the outer periphery of the inlet / outlet pipe 5 and the groove portion 3 is improved. It can be secured. Then, the first protrusion 6 prevents the brazing material from flowing out from the edge of the groove portion 3, and the appearance of the periphery of the inlet / outlet pipe 5 is good, so that the brazing reliability can be improved.

さらに、第２突条７を溝部３の弧状スリット８に嵌着してろう付け固定したので、さらに出入口パイプ５と溝部３との液密性を向上させ、信頼性の高い熱交換器のパイプ取付け構造を提供できる。 Further, since the second protrusions 7 and fixed with wax to fit the arcuate slits 8 in the groove portion 3, thereby further improving the liquid-tightness between the inlet and outlet pipes 5 and the groove 3, the reliable heat exchanger pipe Can provide mounting structure.

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は本発明の熱交換器の要部分解斜視図であり、図２は同組立て状態を示す斜視図、図３は図２におけるIII−III矢視断面図、図４は図３におけるIV−IV矢視断面図、図５は同熱交換器の平面略図である。
この熱交換器は水冷ヒートシンクとして用いるものであり、一対のプレート４と両プレート４間に介装されるインナーフィン11および出入口パイプ５を具備する。プレート４は、プレス金型により成形加工され、周縁部を残して全体に浅い凹部１が形成されると共に、そのプレート４の幅方向の両側に、凹部１と縁２とを連通する断面半円状の溝部３が図５の如く一対形成されている。そしてその長手方向中央部には、凹部１の存在しない仕切部15が設けられている。なお、一対の溝部３をプレートの長手方向の両端部に配置してもよい。その場合には上記仕切部は不要である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is an exploded perspective view of the essential part of the heat exchanger of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the assembled state, FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 2, and FIG. FIG. 5 is a schematic plan view of the heat exchanger.
This heat exchanger is used as a water-cooled heat sink, and includes a pair of plates 4 and an inner fin 11 and an inlet / outlet pipe 5 interposed between the plates 4. The plate 4 is molded by a press die, and a shallow concave portion 1 is formed on the whole, leaving a peripheral portion, and a semicircular cross section that connects the concave portion 1 and the edge 2 on both sides in the width direction of the plate 4. A pair of groove portions 3 are formed as shown in FIG. And the partition part 15 in which the recessed part 1 does not exist is provided in the longitudinal direction center part. In addition, you may arrange | position a pair of groove part 3 in the both ends of the longitudinal direction of a plate. In that case, the partition is not necessary.

一対のプレート４は、互いに整合する形状を有する。溝部３は、その先端部と凹部１との間の高さを次第に減少する斜面12が設けられていると共に、その溝部３の中間部には弧状スリット８が形成されている。また、下側のプレート４の縁の適宜位置に複数の係止用爪10が立ち上げられ、それに整合した上側のプレート４に複数の欠切部９が形成されている。
各プレート４の内部に挿入されるインナーフィン11は、その高さが各プレート４の凹部１の深さの２倍に形成され且つ、その長さは各凹部１の長さより僅かに小に形成されている。この例では、２つのインナーフィン11が各凹部１に嵌着される。
なお、プレート４の形状は図５の形状に限らず、適宜設計変更できる。 The pair of plates 4 have shapes that match each other. The groove portion 3 is provided with a slope 12 that gradually decreases the height between the tip portion and the recess portion 1, and an arcuate slit 8 is formed in the middle portion of the groove portion 3. In addition, a plurality of locking claws 10 are raised at appropriate positions on the edge of the lower plate 4, and a plurality of notches 9 are formed in the upper plate 4 aligned therewith.
The inner fins 11 inserted into each plate 4 are formed so that the height thereof is twice the depth of the recess 1 of each plate 4 and the length thereof is slightly smaller than the length of each recess 1. Has been. In this example, two inner fins 11 are fitted in each recess 1.
The shape of the plate 4 is not limited to the shape shown in FIG.

次に、出入口パイプ５はその断面外周が溝部３の内周に整合する。それと共に、出入口パイプ５の先端部に第２突条７が膨出され、その第２突条７がプレート４の弧状スリット８に整合する。そして第２突条７から所定距離隔てて、第１突条６が出入口パイプ５に膨出されている。この第２突条７と第１突条６との間隔は、プレート４の弧状スリット８と縁２との間隔に整合する。
このようにしてなるプレート４の凹部１にインナーフィン11が配置されると共に、溝部３に出入口パイプ５が嵌着する。そして、溝部３の弧状スリット８に第２突条７が嵌着し且つ、第１突条６が溝部３の縁に接触した状態で一対のプレート４が図２の如く組み立てられる。なお、各プレート４の内面には予めろう材が被覆されたクラッド材が用いられる。 Next, the outer periphery of the inlet / outlet pipe 5 is aligned with the inner periphery of the groove 3. At the same time, the second ridge 7 bulges at the tip of the inlet / outlet pipe 5, and the second ridge 7 aligns with the arc-shaped slit 8 of the plate 4. The first protrusion 6 is bulged to the entrance / exit pipe 5 at a predetermined distance from the second protrusion 7. The distance between the second protrusion 7 and the first protrusion 6 matches the distance between the arc-shaped slit 8 and the edge 2 of the plate 4.
Inner fins 11 are arranged in the recesses 1 of the plate 4 thus formed, and the inlet / outlet pipes 5 are fitted into the grooves 3. Then, the pair of plates 4 are assembled as shown in FIG. 2 in a state where the second protrusion 7 is fitted in the arc-shaped slit 8 of the groove portion 3 and the first protrusion 6 is in contact with the edge of the groove portion 3. Note that a clad material that has been previously coated with a brazing material is used on the inner surface of each plate 4.

プレート４の一例としては、アルミニュームのクラッド材を用いることができる。なお、クラッド材の代わりに箔状のろう材または粉状のろう材を用いても良い。その場合には、プレート４としてステンレス鋼板等を用いることができる。各部品が組み立てられると、プレート４に設けられた係止用爪10がカシメられて、その組立て状態が保持される。そして全体が高温の炉内に挿入され、被覆されたろう材により各部品間が液密にろう付け固定される。このとき溝部３と出入口パイプ５の外周との間には、図４に示す隙間13が形成される。しかし、その縁は第１突条６により閉塞されるため、その閉塞部にろうフィレット17が形成され、それが外部に流出することがない。同様に弧状スリット８と第２突条７との間においても、第２突条７が前記隙間を閉塞しそこにろうフィレットが形成されるため、それが外部に流出することがない。 As an example of the plate 4, an aluminum clad material can be used. A foil brazing material or a powder brazing material may be used instead of the clad material. In that case, a stainless steel plate or the like can be used as the plate 4. When the parts are assembled, the locking claws 10 provided on the plate 4 are crimped, and the assembled state is maintained. The whole is inserted into a high-temperature furnace, and the parts are liquid-tightly brazed and fixed by the coated brazing material. At this time, a gap 13 shown in FIG. 4 is formed between the groove 3 and the outer periphery of the inlet / outlet pipe 5. However, since the edge is closed by the first ridge 6, the wax fillet 17 is formed in the closed portion, and it does not flow out to the outside. Similarly, between the arc-shaped slit 8 and the second protrusion 7, the second protrusion 7 closes the gap and a filler fillet is formed there, so that it does not flow out to the outside.

このようにしてなるヒートシンク用の熱交換器は、図５の如く、一方の出入口パイプ５から冷却水16（または他の冷媒）が熱交換器14の内部に入り、それが仕切部15の回りをＵ字状に流通して他方の出入口パイプ５より流出する。そして、熱交換器14の外面に取付けられる図示しない電子部品が冷却水16を介して冷却され、暖められた冷却水16は図示しない他の熱交換器によって冷却され、再び一方の出入口パイプ５から熱交換器14内に流入して循環する。 As shown in FIG. 5, the heat exchanger for the heat sink thus configured has cooling water 16 (or other refrigerant) that enters the inside of the heat exchanger 14 from one of the inlet / outlet pipes 5, and that surrounds the partition 15. Circulates in a U-shape and flows out from the other entrance pipe 5. Then, an electronic component (not shown) attached to the outer surface of the heat exchanger 14 is cooled via the cooling water 16, and the heated cooling water 16 is cooled by another heat exchanger (not shown) and again from one of the inlet / outlet pipes 5. It flows into the heat exchanger 14 and circulates.

本発明の熱交換器の要部分解斜視図。The principal part disassembled perspective view of the heat exchanger of this invention. 同熱交換器の組立て状態を示す要部斜視図。The principal part perspective view which shows the assembly state of the heat exchanger. 図２におけるIII−III矢視断面図。III-III arrow sectional drawing in FIG.

図３におけるIV−IV矢視断面図。IV-IV arrow sectional drawing in FIG. 同熱交換器の平面略図。A schematic plan view of the heat exchanger. 従来型熱交換器のパイプ取付け構造の要部分解斜視図。The principal part disassembled perspective view of the pipe attachment structure of the conventional type heat exchanger.

Explanation of symbols

１凹部
２縁
３溝部
４プレート
５出入口パイプ
６第１突条
７第２突条
８弧状スリット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recess 2 Edge 3 Groove 4 Plate 5 Entrance / exit pipe 6 1st protrusion 7 2nd protrusion 8 Arc-shaped slit

９欠切部
10 係止用爪
11 インナーフィン
12 斜面
13 隙間
14 熱交換器
15 仕切部
16 冷却水
17 ろうフィレット 9 Notch
10 Locking claw
11 Inner fin
12 slope
13 Clearance
14 Heat exchanger
15 Partition
16 Cooling water
17 waxy fillet

Claims

By pressing, with a shallow recess over the entire leaving the peripheral portion (1) is formed, semicircular cross-sectional communicating the edge (2) of the recess (1) and the peripheral portion in a part of the periphery A pair of plates (4) aligned with each other formed with a groove-like groove (3),
Each of the recess (1) and said groove (3) so as to face the both plates (4) are superposed and the groove (3) in the entrance pipe (5) is fitted, each of those of the respective components In the heat exchanger in which the contact parts are fixed in a liquid-tight manner by brazing,
The peripheral annular first ridge (6) is formed on the entrance pipe (5), the first ridge (6) is configured so as to contact the entire circumference of the edge of the groove (3),
The pair of plates (4) is made of a clad material whose inner surface is coated with a brazing material in advance, and the inlet / outlet pipe (5) has an outer surface on the tip of the inlet / outlet pipe (5 ) and the first protrusion. An annular second ridge (7) is formed between the ridge (6) and
An arc-shaped slit (8) is provided in the groove (3) of the pair of plates (4) in alignment with the second protrusion (7),
The longitudinal ends of the arcuate slits (8), reaches the flat portions of the pair of the plate (4),
Said second ridge (7) is fitted, the pipe mounting structure of brazed fixed heat exchanger to said arcuate slits (8).