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JP2008106958A - Heat exchanger - Google Patents

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JP2008106958A
JP2008106958A JP2006287969A JP2006287969A JP2008106958A JP 2008106958 A JP2008106958 A JP 2008106958A JP 2006287969 A JP2006287969 A JP 2006287969A JP 2006287969 A JP2006287969 A JP 2006287969A JP 2008106958 A JP2008106958 A JP 2008106958A
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JP
Japan
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pipe
heat
heat exchange
peltier element
pipe line
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Pending
Application number
JP2006287969A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidenori Fujii
秀紀 藤井
Takanari Ogawa
隆也 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2006287969A priority Critical patent/JP2008106958A/en
Publication of JP2008106958A publication Critical patent/JP2008106958A/en
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Abstract

【課題】この発明は、構成簡易にして、熱伝達効率の向上を図り得るようして、小型で、且つ、高効率な熱交換特性を実現することにある。
【解決手段】冷却液が供給配管13及び排出配管14を介して循環供給される熱交換部10を、管路103及びバイパス管路104で形成し、この熱交換部10の管路103及びバイパス管路104に対してペルチェ素子17を熱的に結合させて配置すると共に、このペルチェ素子17と熱的に結合させて放熱フィン18を配置し、ペルチェ素子17を駆動制御して放熱フィン18と熱交換部10の管路103及びバイパス管路104との間の熱伝達特性を制御することにより、熱交換部10の管路103及びバイパス管路104に循環供給される冷却液の熱交換を行うように構成した。
【選択図】図1
An object of the present invention is to realize a small and highly efficient heat exchange characteristic so that the configuration can be simplified and the heat transfer efficiency can be improved.
A heat exchanging unit 10 in which a coolant is circulated and supplied through a supply pipe 13 and a discharge pipe 14 is formed by a pipe 103 and a bypass pipe 104, and the pipe 103 and the bypass of the heat exchanging part 10 are formed. The Peltier element 17 is arranged to be thermally coupled to the pipe line 104, and the radiating fin 18 is arranged to be thermally coupled to the Peltier element 17, and the Peltier element 17 is driven and controlled. By controlling the heat transfer characteristics between the pipe line 103 and the bypass pipe line 104 of the heat exchange unit 10, heat exchange of the coolant circulated and supplied to the pipe line 103 and the bypass pipe line 104 of the heat exchange unit 10 is performed. Configured to do.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は、例えば電子部品の冷却システム等に用いられる冷却液を循環供給して熱制御する熱交換器に関する。   The present invention relates to a heat exchanger that circulates and supplies a cooling liquid used in, for example, a cooling system for electronic components and controls the heat.

一般に、流通管を通過する流体であるジュース等の飲料の冷却、又は温度調整を行う手段としては、熱電素子であるペルチェ素子を用いた熱交換器構成の温度調整装置が知られている。   In general, as a means for cooling or temperature-adjusting a beverage such as juice that is a fluid passing through a circulation pipe, a temperature adjustment device having a heat exchanger configuration using a Peltier element that is a thermoelectric element is known.

このような温度調整装置は、ペルチェ素子を基板上に配列したペルチェ素子モジュールを形成して、このペルチェ素子モジュールを、蓄熱剤を介在して流通管が挿通された冷却部を構成する流通部材と熱的に結合し、このペルチェ素子モジュール及び蓄熱剤を利用して流通部材内に挿通された流通管を通る流体の冷却又は温度調整を行うように構成したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Such a temperature control device forms a Peltier element module in which Peltier elements are arranged on a substrate, and this Peltier element module is connected to a flow member that constitutes a cooling part through which a flow pipe is inserted with a heat storage agent interposed therebetween. There has been proposed a structure that is thermally coupled and that cools or adjusts the temperature of a fluid that passes through a flow pipe inserted into the flow member using the Peltier element module and a heat storage agent (for example, patents). Reference 1).

即ち、この温度調整装置は、ペルチェ素子モジュールの駆動による熱量を、一旦、蓄熱剤に蓄熱し、又は流通部材内に挿通された流通管内を通る飲料に伝達することにより、該飲料の冷却又は温度調節が行われる。   That is, this temperature adjustment device is used to cool or temperature the beverage by temporarily storing the amount of heat generated by driving the Peltier element module in the heat storage agent or transmitting it to the beverage passing through the flow pipe inserted into the flow member. Adjustments are made.

また、このようなペルチェ素子には、その他、例えばペルチェ素子であるサーモモジュール素子の冷却面に対して放熱器の冷却板が熱的に結合されて配され、このサーモモジュール素子の発熱面に放熱器のフィン付発熱板が熱的に結合される。そして、この冷却板には、電子部品に熱結合された複数のヒートパイプが取付板を用いて配管接続されて熱的に結合され、電子部品の熱が、ヒートパイプ及び取付板を介して冷却板に一括して熱移送されると、その熱が、サーモモジュール素子を介してフィン付発熱板に熱移送されて放熱され、電子部品の熱制御を行うようにした冷却装置に適用されたものも知られている(例えば、特許文献2参照)。
特開2002−13859号公報 実公昭61−41244号公報
In addition, in such a Peltier element, for example, a cooling plate of a radiator is thermally coupled to a cooling surface of a thermomodule element that is, for example, a Peltier element, and heat is radiated to a heat generating surface of the thermomodule element. The heat generating plate with fins is thermally coupled. A plurality of heat pipes that are thermally coupled to the electronic component are connected to the cooling plate by using a mounting plate and thermally coupled, and the heat of the electronic component is cooled via the heat pipe and the mounting plate. When the heat is transferred to the plate at once, the heat is transferred to the heat generating plate with fins through the thermo module element to dissipate the heat, and applied to the cooling device that controls the heat of the electronic components. Is also known (see, for example, Patent Document 2).
JP 2002-13859 A Japanese Utility Model Publication No. 61-41244

しかしながら、上記特許文献1で提案される温度調整装置では、ペルチェ素子モジュールを、流通管の挿通された流通部材に対して直接的あるいは蓄熱剤を介して被覆して配置し、このペルチェ素子モジュール及び蓄熱剤を用いて流通管内に移送される流体の温度調整を行う構成上、その温度調節能力を高めるために、ペルチェ素子モジュールの熱伝達量の向上を図ると、大きな伝達面積が必要となることで、装置が大形となるという不都合を有する。   However, in the temperature control device proposed in Patent Document 1, the Peltier element module is disposed directly or through a heat storage agent on the flow member inserted through the flow pipe, and the Peltier element module and In order to increase the temperature control capability of the Peltier element module, a large transmission area is required to increase the temperature control capability in the configuration that adjusts the temperature of the fluid transferred into the flow pipe using the heat storage agent. Therefore, there is an inconvenience that the apparatus becomes large.

また、上記特許文献2で提案される冷却装置では、同様にサーモモジュール素子を、ヒートパイプが配管接続された冷却板に熱的に結合して冷却を行う構成上、その冷却能力を高めるために、サーモモジュール素子の熱伝達量の向上を図ると、大きな伝達面積が必要となることで、大形となるという不都合を有する。   Further, in the cooling device proposed in Patent Document 2 above, in order to increase the cooling capacity, the thermo module element is similarly cooled by being thermally coupled to a cooling plate connected to a heat pipe. If the heat transfer amount of the thermomodule element is improved, a large transfer area is required, which increases the size.

この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、構成簡易にして、熱伝達効率の向上を図り得るようして、小型で、且つ、高効率な熱交換特性を実現した熱交換器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a compact heat exchanger that realizes heat exchange characteristics that are small and highly efficient so that the configuration can be simplified and heat transfer efficiency can be improved. The purpose is to provide.

この発明は、冷却液が循環供給される冷却配管と、この冷却配管の中間部に配置され、該冷却配管からの冷却液が循環される管路で形成された熱交換部と、この熱交換部の管路に対して熱的に結合されて配置されるペルチェ素子と、このペルチェ素子を挟んで前記熱交換部の管路に対向配置され、前記ペルチェ素子を介して前記熱交換部の管路と熱的に結合される放熱フィンと、前記ペルチェ素子を駆動制御して、前記放熱フィンと前記熱交換部との間の熱移送特性を制御すると共に、前記冷却配管に冷却液を循環供給する駆動制御手段とを備えて熱交換器を構成した。   The present invention relates to a cooling pipe through which cooling liquid is circulated and a heat exchange section that is arranged in an intermediate portion of the cooling pipe and is formed by a pipe through which the cooling liquid from the cooling pipe is circulated. A Peltier element that is thermally coupled to the pipe line of the section, and a pipe of the heat exchange section that is disposed opposite to the pipe line of the heat exchange section with the Peltier element interposed therebetween. Radiation fins that are thermally coupled to the path and drive control of the Peltier element to control the heat transfer characteristics between the radiation fins and the heat exchanging part, and to circulate and supply cooling liquid to the cooling pipe And a drive control means for configuring the heat exchanger.

上記構成によれば、熱交換部は、その管路に対して冷却配管からの冷媒液が供給されると、その管路に導かれた冷却液の熱がペルチェ素子により直接的に吸収されて、このペルチェ素子から放熱フィンに直接的に熱移送されて放熱され、その管路内の冷却液の熱交換が行われる。これにより、ペルチェ素子と熱交換部及び放熱フィンとの間の熱伝達特性の高効率化が実現され、小型化を確保したうえで、熱交換特性の高効率化を図ることが可能となる。   According to the above configuration, when the refrigerant liquid from the cooling pipe is supplied to the pipe line, the heat exchange part directly absorbs the heat of the cooling liquid led to the pipe line by the Peltier element. Then, heat is directly transferred from the Peltier element to the radiating fin to dissipate heat, and heat exchange of the coolant in the pipe is performed. Thereby, high efficiency of the heat transfer characteristic between the Peltier element, the heat exchange part, and the radiation fin is realized, and it is possible to achieve high efficiency of the heat exchange characteristic while ensuring miniaturization.

以上述べたように、この発明によれば、構成簡易にして、熱伝達効率の向上を図り得るようして、小型で、且つ、高効率な熱交換特性を実現した熱交換器を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a heat exchanger that realizes a small and highly efficient heat exchange characteristic so that the configuration can be simplified and the heat transfer efficiency can be improved. Can do.

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、この発明の一実施の形態に係る熱交換器を示すもので、この発明の特徴とする熱交換部10の液供給口101には、例えば電子部品等の冷却対象11の搭載される冷却プレート12の液出口が、冷却配管を構成するアルミニウム、銅等の金属材料で形成された供給配管13を介して連結される。そして、この熱交換部10の液排出口102には、冷却配管を構成するアルミニウム、銅等の金属材料で形成された戻り配管14の一端が連結され、この戻り配管14の他端は、循環ポンプ15を介して上記冷却プレート12の液入口に連結される。   FIG. 1 shows a heat exchanger according to an embodiment of the present invention, and a cooling target 11 such as an electronic component is mounted on a liquid supply port 101 of a heat exchanging section 10 which is a feature of the present invention. The liquid outlet of the cooling plate 12 is connected via a supply pipe 13 formed of a metal material such as aluminum or copper constituting the cooling pipe. Then, one end of a return pipe 14 made of a metal material such as aluminum or copper constituting the cooling pipe is connected to the liquid discharge port 102 of the heat exchanging unit 10, and the other end of the return pipe 14 is circulated. The pump 15 is connected to the liquid inlet of the cooling plate 12.

この循環ポンプ15には、駆動制御部16が接続され、この駆動制御部16を介して選択的に駆動制御される。そして、循環ポンプ16は、その駆動により、冷却水等の冷却液を、上記戻り配管14、冷却プレート12、供給配管13及び熱交換部10に循環供給する。   A drive control unit 16 is connected to the circulation pump 15, and the drive control is selectively performed via the drive control unit 16. The circulation pump 16 circulates and supplies a coolant such as cooling water to the return pipe 14, the cooling plate 12, the supply pipe 13, and the heat exchange unit 10 by driving.

上記熱交換部10は、例えば図2に示すようにアルミニウム、銅等の金属材料で形成された管路103をリング状である矩形状に配管接続して形成され、この管路103の対向する両辺には、その略中央部に上記液供給口101及び液排出口102が設けられる。この液供給口101及び液排出口102には、上記供給配管13及び戻り配管14が配管接続される。この管路10の液供給口101及び液排出口102を形成する両辺間には、複数、例えば6本のアルミニウム、銅等の金属材料で形成されたバイパス管路104が略平行に所定の間隔を有して架設されて配管接続される。   For example, as shown in FIG. 2, the heat exchanging unit 10 is formed by connecting a pipe 103 formed of a metal material such as aluminum or copper into a ring-like rectangular shape, and the pipe 103 is opposed to the pipe 103. On both sides, the liquid supply port 101 and the liquid discharge port 102 are provided in a substantially central portion thereof. The supply pipe 13 and the return pipe 14 are connected to the liquid supply port 101 and the liquid discharge port 102. Between both sides forming the liquid supply port 101 and the liquid discharge port 102 of the conduit 10, a plurality of, for example, six bypass conduits 104 formed of a metal material such as aluminum or copper are provided at a predetermined interval substantially in parallel. Is installed and connected by piping.

そして、熱交換部10は、その液供給口101に供給配管13から冷却液が供給されると、管路103及びバイパス管路104に循環されて、その液排出口102から戻り配管14に排出される。   When the coolant is supplied from the supply pipe 13 to the liquid supply port 101, the heat exchange unit 10 is circulated through the pipe 103 and the bypass pipe 104 and discharged from the liquid discharge port 102 to the return pipe 14. Is done.

また、熱交換部10には、その平行に配置された管路102及びバイパス管路104の対向する管壁部位(管路103の一方側管壁、及びバイパス管路104の管軸を挟んだ両管壁)に、詳細を後述するペルチェ素子17がそれぞれ熱的に結合されて配置される。そして、この管路103及びバイパス管路104の管壁に熱的に結合されて対向されるペルチェ素子17間には、アルミニウム、銅等の金属材料で形成された放熱フィン18が介在されてそれぞれ熱的に結合される。この放熱フィン18は、例えばバイパス管路104の管軸方向に略直交して配列される。   Further, in the heat exchanging unit 10, the opposite pipe wall portions of the pipe 102 and the bypass pipe 104 arranged in parallel (one side wall of the pipe 103 and the pipe axis of the bypass pipe 104 are sandwiched. The Peltier elements 17 whose details will be described later are respectively thermally coupled to both the pipe walls. Further, between the Peltier elements 17 that are thermally coupled to the pipe walls of the pipe line 103 and the bypass pipe line 104 and opposed to each other, there are radiating fins 18 formed of a metal material such as aluminum and copper, respectively. Thermally coupled. For example, the heat radiating fins 18 are arranged substantially orthogonal to the tube axis direction of the bypass conduit 104.

上記ペルチェ素子17は、例えば図3に示すようにアルミナ、窒化アルミナ等の熱伝導特性が優れ、且つ、電気絶縁性に優れた材料製の2枚の熱伝導絶縁ベース171,171に複数の電極172,172が、周知のプリント手法等により上記管路103及びバイパス管路104の管壁に沿うように直線状に配置形成され、この2枚の熱伝導絶縁ベース171,171の電極172,172間にP型及びN型半導体173,174が半田接続されて挟装配置される。そして、この2枚の熱伝導絶縁ベース171,171は、上記管路103及びバイパス管路104の管壁と、放熱フィン18に直接的に熱的に結合されて配置される。   For example, as shown in FIG. 3, the Peltier element 17 has a plurality of electrodes on two heat conductive insulating bases 171 and 171 made of a material having excellent heat conductivity such as alumina and alumina nitride and having excellent electric insulation. 172 and 172 are linearly arranged and formed along the pipe walls of the pipe 103 and the bypass pipe 104 by a known printing method or the like, and the electrodes 172 and 172 of the two heat conductive insulating bases 171 and 171 are formed. P-type and N-type semiconductors 173 and 174 are sandwiched between the P-type and N-type semiconductors 173 and 174. The two heat conductive insulating bases 171 and 171 are disposed directly and thermally coupled to the pipe walls of the pipe 103 and the bypass pipe 104 and the heat radiating fins 18.

また、ペルチェ素子17には、上記駆動制御部16が接続され、この駆動制御部16を介して駆動制御される。このペルチェ素子17は、駆動制御部16により、その電極172,172間に電圧が印加されると、P型及びN型半導体173,174が駆動されて、熱交換部10の管路103及びバイパス管路104内の冷却液の熱を吸収して放熱フィン18に熱移送する。   The Peltier element 17 is connected to the drive control unit 16, and is driven and controlled via the drive control unit 16. When a voltage is applied between the electrodes 172 and 172 by the drive control unit 16, the Peltier element 17 drives the P-type and N-type semiconductors 173 and 174, and the pipe 103 and the bypass of the heat exchange unit 10. The heat of the coolant in the pipe line 104 is absorbed and transferred to the radiation fin 18.

なお、このペルチェ素子17を構成する熱伝導絶縁ベース171,171は、そのP型及びN型半導体173,174により所定の間隔に位置決め配置することなく、その他、例えば図示しない支持構造物を用いて位置決め配置するようにしてもよい。また、ペルチェ素子17としては、そのP型及びN型半導体173,174を、その熱伝導絶縁ベース171,171に複数列、並列して配置するようにしてもよい。   Note that the heat conductive insulating bases 171 and 171 constituting the Peltier element 17 are not positioned and arranged at predetermined intervals by the P-type and N-type semiconductors 173 and 174, for example, using a support structure (not shown). The positioning may be performed. Further, as the Peltier element 17, the P-type and N-type semiconductors 173 and 174 may be arranged in a plurality of rows in parallel on the heat conductive insulating bases 171 and 171.

上記熱交換部10には、その管路103及びバイパス管路104に対向して、例えば送風ファン19が配置される。この送風ファン19には、上記駆動制御部16が接続され、この駆動制御部16を介して駆動されると、熱交換部10の管路103及びバイパス管路104にペルチェ素子17を介して熱的に結合された放熱フィン18に向けて(図3中紙面方向)送風して放熱フィン18を強制空冷し、その放熱特性を促進する。   In the heat exchange unit 10, for example, a blower fan 19 is disposed so as to face the pipe line 103 and the bypass pipe line 104. When the drive control unit 16 is connected to the blower fan 19 and is driven via the drive control unit 16, heat is supplied to the pipe 103 and the bypass pipe 104 of the heat exchange unit 10 via the Peltier element 17. The radiating fins 18 are forcibly air-cooled by blowing air toward the radiating fins 18 (in the direction of the paper surface in FIG. 3), thereby promoting the heat radiation characteristics.

上記構成において、冷却対象11が発熱されると、冷却プレート12は、冷却対象11の熱を受熱して、内蔵された冷却液が加熱される。ここで、駆動制御部16は、例えば図示しない温度センサの検出信号に基づいて循環ポンプ15を駆動制御し、加熱された冷却液を供給配管13を経由して熱交換部10の液供給口101から管路103及びバイパス管路104内に循環供給する。   In the above configuration, when the cooling target 11 generates heat, the cooling plate 12 receives the heat of the cooling target 11 and the built-in coolant is heated. Here, the drive control unit 16 drives and controls the circulation pump 15 based on a detection signal of a temperature sensor (not shown), for example, and supplies the heated coolant via the supply pipe 13 to the liquid supply port 101 of the heat exchange unit 10. Is circulated and supplied into the conduit 103 and the bypass conduit 104.

同時に、駆動制御部16は、ペルチェ素子17を駆動制御すると共に、送風ファン19を駆動制御する。すると、ペルチェ素子17は、熱交換部10の管路103及びバイパス管路104に導かれた冷却液の熱を、その管壁から直接的に吸収して放熱フィン18に熱移送する。   At the same time, the drive control unit 16 drives and controls the Peltier element 17 and drives and controls the blower fan 19. Then, the Peltier element 17 directly absorbs the heat of the coolant guided to the pipe line 103 and the bypass pipe line 104 of the heat exchanging unit 10 from the pipe wall and transfers the heat to the radiating fins 18.

ここで、放熱フィン18は、送風ファン19から送風されていることで、ペルチェ素子17から熱移送された熱が強制的に外部に放熱される。これにより、熱交換部10の液供給口101から管路103及びバイパス管路104に導かれた冷却液は、冷却されて、その液排出口102から戻り配管14を経由して上記冷却プレート12に導かれ、再び、冷却対象11の熱を奪って供給配管13を経由して上記熱交換部10の液供給口101に循環供給され、同様に熱交換が行われる。   Here, the heat radiating fin 18 is blown from the blower fan 19, so that the heat transferred from the Peltier element 17 is forcibly radiated to the outside. Thereby, the cooling liquid led from the liquid supply port 101 of the heat exchange unit 10 to the pipe line 103 and the bypass pipe line 104 is cooled, and the cooling plate 12 is returned from the liquid discharge port 102 via the return pipe 14. Then, the heat of the object 11 to be cooled is taken again and circulated and supplied to the liquid supply port 101 of the heat exchanging section 10 via the supply pipe 13, and the heat exchange is performed in the same manner.

このように、上記熱交換器は、冷却液が供給配管13及び排出配管14を介して循環供給される熱交換部10を、管路103及びバイパス管路104で形成し、この熱交換部10の管路103及びバイパス管路104に対してペルチェ素子17を熱的に結合させて配置すると共に、このペルチェ素子17と熱的に結合させて放熱フィン18を配置し、ペルチェ素子17を駆動制御して放熱フィン18と熱交換部10の管路103及びバイパス管路104との間の熱伝達特性を制御することにより、熱交換部10の管路103及びバイパス管路104に循環供給される冷却液の熱交換を行うように構成した。   As described above, the heat exchanger forms the heat exchange unit 10 in which the coolant is circulated and supplied through the supply pipe 13 and the discharge pipe 14 with the pipe line 103 and the bypass pipe line 104. The Peltier element 17 is thermally coupled to the pipe line 103 and the bypass line 104, and the heat dissipation fins 18 are thermally coupled to the Peltier element 17 so that the Peltier element 17 is driven and controlled. Then, by controlling the heat transfer characteristics between the heat radiation fin 18 and the pipe line 103 and the bypass pipe line 104 of the heat exchange unit 10, the heat is supplied to the pipe line 103 and the bypass pipe line 104 of the heat exchange unit 10. The cooling liquid was configured to perform heat exchange.

これによれば、熱交換部10は、供給配管13からの冷媒液が、その液供給口101に供給されると、その管路103及びバイパス管路104に循環され、その液排出口102から戻り配管14に排出される。ここで、管路103及びバイパス管路104内の冷却液の熱は、直接的にペルチェ素子17に吸収されて、このペルチェ素子107から放熱フィン18に直接的に熱移送されて放熱され、その管路103及びバイパス管路104内の冷却液の熱交換が行われる。   According to this, when the refrigerant liquid from the supply pipe 13 is supplied to the liquid supply port 101, the heat exchange unit 10 circulates through the pipe line 103 and the bypass pipe line 104, and from the liquid discharge port 102. It is discharged to the return pipe 14. Here, the heat of the coolant in the conduit 103 and the bypass conduit 104 is directly absorbed by the Peltier element 17 and directly transferred from the Peltier element 107 to the radiation fin 18 to be dissipated. Heat exchange of the coolant in the pipe line 103 and the bypass pipe line 104 is performed.

この結果、ペルチェ素子17と熱交換部10及び放熱フィン18との間の熱伝達特性の高効率化が実現され、小型化を確保したうえで、熱交換特性の高効率化を図ることができる。   As a result, the heat transfer characteristic between the Peltier element 17 and the heat exchanging unit 10 and the heat radiating fins 18 can be made highly efficient, and the heat exchange characteristic can be made highly efficient while ensuring miniaturization. .

そして、このように熱交換部10を、冷却対象11の搭載される冷却プレート12から分離配置したうえで、高効率な熱制御を実現することが可能となることにより、冷却対象11の周囲部における部品実装密度の向上が図れるため、その設計の自由度を得ることができる。   And since the heat exchanging part 10 is separated from the cooling plate 12 on which the cooling target 11 is mounted in this way, and it becomes possible to realize highly efficient thermal control, the peripheral part of the cooling target 11 Since the mounting density of components can be improved, the degree of freedom in designing can be obtained.

また、上記6本のバイパス管路104を矩形状の管路103内に所定の間隔を有して略平行に架設して配管接続した熱交換部10は、複数個、例えば図4に示すように3個を並設して配置し、それぞれを、上記供給配管13及び戻り配管14に接続するように構成してもよい。このように熱交換部10を複数個、並設配置することにより、さらに、熱交換量の増加を図ることが可能となるため、多様な熱交換システムに適用することが可能となる。   Further, a plurality of, for example, as shown in FIG. 4, a plurality of the heat exchange units 10 in which the six bypass pipes 104 are installed in a rectangular pipe 103 at a predetermined interval and are connected substantially in parallel. Three of them may be arranged side by side and connected to the supply pipe 13 and the return pipe 14, respectively. By arranging a plurality of heat exchanging units 10 side by side in this way, it is possible to further increase the amount of heat exchange, and thus it can be applied to various heat exchange systems.

なお、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、例えば図5及び図6に示す熱交換部20,21を上記供給配管13及び戻り配管14の間に配管接続するように構成してよく、同様に有効な効果が期待される。但し、この図5及び図6の説明においては、便宜上、上記図1乃至3と同一部分について、同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and, in addition, for example, the heat exchange units 20 and 21 shown in FIGS. 5 and 6 are configured to be connected between the supply pipe 13 and the return pipe 14. Similarly, an effective effect is expected. However, in the description of FIGS. 5 and 6, for the sake of convenience, the same portions as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図5の熱交換部20は、管路201を略矩形状に形成して、この管路201の対向する両辺には、上記供給配管13及び戻り配管14に配管接続される液供給口202及び液排出口203が、その一方端側と他方端側に互い違い状に配置されて設けられる。そして、この液供給口202及び液排出口203の設けられた両辺間には、複数、例えば3本のバイパス管路204が所定の間隔を有して略平行に架設されて配管接続される。   The heat exchanging unit 20 in FIG. 5 has a pipe 201 formed in a substantially rectangular shape, and a liquid supply port 202 connected to the supply pipe 13 and the return pipe 14 on both opposing sides of the pipe 201. Liquid discharge ports 203 are provided alternately on one end side and the other end side. A plurality of, for example, three bypass pipes 204 are installed between the sides where the liquid supply port 202 and the liquid discharge port 203 are provided, and are connected in a pipe with a predetermined interval.

また、平行に配置された管路201及びバイパス管路204の対向する管壁部位(管路201の一方側管壁、及びバイパス管路204の管軸を挟んだ両管壁)には、上記ペルチェ素子17がそれぞれ熱的に結合されて配置される。そして、この管路201及びバイパス管路204の管壁に熱的に結合されて対向配置されるペルチェ素子17間には、上記放熱フィン18が介在されてそれぞれ熱的に結合される。   Further, the pipe wall portion and the bypass pipe line 204 that are arranged in parallel face each other on the pipe wall portions (one pipe wall of the pipe line 201 and both pipe walls sandwiching the pipe axis of the bypass pipe line 204). The Peltier elements 17 are arranged thermally coupled to each other. The radiating fins 18 are interposed between the Peltier elements 17 that are thermally coupled to the pipe walls of the pipe line 201 and the bypass pipe line 204 and are thermally coupled to each other.

上記熱交換部20の液供給口202及び液排出口203には、上記供給配管13及び戻り配管14が接続される。そして、熱交換部20は、その液供給口202に供給配管13から冷却液が供給されると、管路201及びバイパス管路204に循環されて、その液排出口203から戻り配管14に排出される。   The supply pipe 13 and the return pipe 14 are connected to the liquid supply port 202 and the liquid discharge port 203 of the heat exchange unit 20. When the coolant is supplied from the supply pipe 13 to the liquid supply port 202, the heat exchanging unit 20 is circulated to the pipe line 201 and the bypass pipe line 204 and discharged from the liquid discharge port 203 to the return pipe 14. Is done.

図6の熱交換部30は、一端に液供給口301を設け、他端に液排出口302を設けた管路304の中間部に、例えば4箇所の折返し部303が所定の間隔を有して形成される。この管路304の折返し部303の対向する内壁側には、その管壁に上記ペルチェ素子17がそれぞれ沿わせて配置されて熱的に結合される。そして、この管壁に熱的に結合されて対向配置されるペルチェ素子17間には、上記放熱フィン18が介在されてそれぞれ熱的に結合される。   The heat exchanging unit 30 in FIG. 6 has, for example, four folded portions 303 at a predetermined interval in the middle portion of a pipe 304 provided with a liquid supply port 301 at one end and a liquid discharge port 302 at the other end. Formed. On the inner wall side of the pipe 304 facing the folded portion 303, the Peltier elements 17 are arranged along the pipe wall and are thermally coupled. The radiating fins 18 are interposed between the Peltier elements 17 that are thermally coupled to the tube wall and disposed opposite to each other, and are thermally coupled to each other.

上記熱交換部30の液供給口301及び液排出口302には、上記供給配管13及び戻り配管14が接続される。そして、熱交換部30は、その液供給口301に供給配管13から冷却液が供給されると、管路304の折返し部303に順に循環されて、その液排出口302ら戻り配管14に排出される。   The supply pipe 13 and the return pipe 14 are connected to the liquid supply port 301 and the liquid discharge port 302 of the heat exchange unit 30. When the coolant is supplied from the supply pipe 13 to the liquid supply port 301, the heat exchange unit 30 is circulated in turn to the folded portion 303 of the pipe 304, and is discharged from the liquid discharge port 302 to the return pipe 14. Is done.

なお、これら図5及び図6に示す熱交換部20,30においても、その放熱フィン18に対向して上記送風ファン19を配し、この送風ファン19から放熱フィン18に送風するように構成することにより、さらに、有効な効果が期待される。   5 and FIG. 6 also has a configuration in which the blower fan 19 is disposed so as to face the radiating fin 18 and the blast fan 19 blows air to the radiating fin 18. Therefore, further effective effects are expected.

また、上記図5及び図6に示す熱交換部20,30は、例えば複数個を並設して配置し、これら複数個の熱交換部20,30を、それぞれ上記供給配管13及び戻り配管14に配管接続して冷却液を循環供給するように配置構成してもよい。   Further, for example, a plurality of the heat exchanging units 20 and 30 shown in FIGS. 5 and 6 are arranged in parallel, and the plurality of heat exchanging units 20 and 30 are respectively connected to the supply pipe 13 and the return pipe 14. It may be arranged and configured so that the coolant is circulated and connected to the pipe.

さらに、熱交換部10,20,30の管路構成としては、上記各実施の形態で説明した管路構成に限ることなく、その他、各種の管路構成が可能で、同様に有効な効果が期待される。   Furthermore, the pipe configuration of the heat exchange units 10, 20, and 30 is not limited to the pipe configuration described in each of the above embodiments, and various other pipe configurations are possible and similarly effective. Be expected.

また、上記実施の形態では、電子機器の冷却に適用した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、水冷式の冷却構造等の各種の熱交換システムにおいても適用可能で、同様の効果が期待される。   Moreover, although the case where it applied to the cooling of an electronic device was demonstrated in the said embodiment, it is applicable not only to this but various heat exchange systems, such as a water cooling type cooling structure, and the same effect There is expected.

よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。   Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements.

例えば実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。   For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the effect of the invention can be obtained. In such a case, a configuration in which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.

この発明の一実施の形態に係る熱交換器を適用した熱制御システムの概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the heat control system to which the heat exchanger which concerns on one embodiment of this invention is applied. 図1の熱交換部を取出して示した図である。It is the figure which extracted and showed the heat exchange part of FIG. 図1の熱交換部の要部を拡大して示した図である。It is the figure which expanded and showed the principal part of the heat exchange part of FIG. 図1の熱交換器の他の実施例を示した図である。It is the figure which showed the other Example of the heat exchanger of FIG. この発明の他の実施の形態に係る熱交換器の要部を示した図である。It is the figure which showed the principal part of the heat exchanger which concerns on other embodiment of this invention. この発明の他の実施の形態に係る熱交換器の要部を示した図である。It is the figure which showed the principal part of the heat exchanger which concerns on other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…熱交換部、101…液供給口、102…液排出口、103…管路、104…バイパス管路、11…冷却対象、12…冷却プレート、13…供給配管、14…戻り配管、15…循環ポンプ、16…駆動制御部、17…ペルチェ素子、171…熱伝導絶縁ベース、172…電極、173…P型半導体、174…N型半導体、18…放熱フィン、19…送風ファン、20…熱交換部、201…管路、202…液供給口、203…液排出口、204…バイパス管路、30…熱交換部、301…液供給口、302…液排出口、303…折返し部、304…管路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Heat exchange part, 101 ... Liquid supply port, 102 ... Liquid discharge port, 103 ... Pipe line, 104 ... Bypass line, 11 ... Cooling object, 12 ... Cooling plate, 13 ... Supply pipe, 14 ... Return pipe, 15 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Circulation pump, 16 ... Drive control part, 17 ... Peltier device, 171 ... Thermal conduction insulation base, 172 ... Electrode, 173 ... P-type semiconductor, 174 ... N-type semiconductor, 18 ... Radiation fin, 19 ... Blower fan, 20 ... Heat exchange section, 201 ... pipe, 202 ... liquid supply port, 203 ... liquid discharge port, 204 ... bypass pipe, 30 ... heat exchange section, 301 ... liquid supply port, 302 ... liquid discharge port, 303 ... folding section, 304: Pipe line.

Claims (5)

冷却液が循環供給される冷却配管と、
この冷却配管の中間部に配置され、該冷却配管からの冷却液が循環される管路で形成された熱交換部と、
この熱交換部の管路に対して熱的に結合されて配置されるペルチェ素子と、
このペルチェ素子を挟んで前記熱交換部の管路に対向配置され、前記ペルチェ素子を介して前記熱交換部の管路と熱的に結合される放熱フィンと、
前記ペルチェ素子を駆動制御して、前記放熱フィンと前記熱交換部との間の熱移送特性を制御すると共に、前記冷却配管に冷却液を循環供給する駆動制御手段と、
を具備することを特徴とする熱交換器。
Cooling piping through which coolant is circulated,
A heat exchanging portion formed in a pipe line that is arranged in an intermediate portion of the cooling pipe and in which a coolant from the cooling pipe is circulated;
A Peltier element that is thermally coupled to the conduit of the heat exchange section;
A heat dissipating fin that is disposed opposite to the pipe line of the heat exchange part across the Peltier element, and is thermally coupled to the pipe line of the heat exchange part via the Peltier element,
Drive control means for driving the Peltier element to control heat transfer characteristics between the heat dissipating fins and the heat exchange unit, and a drive control means for circulatingly supplying a coolant to the cooling pipe;
The heat exchanger characterized by comprising.
前記熱交換部は、略平行に複数の管路が配列されることを特徴とする請求項1記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchange section includes a plurality of pipe lines arranged substantially in parallel. 前記熱交換部は、複数個が並設されて配置されることを特徴とする請求項1又は2記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 1, wherein a plurality of the heat exchange units are arranged in parallel. 前記ペルチェ素子は、熱伝導絶縁ベースに設けた電極にN型及びP型半導体を直列に配線接続して形成され、前記熱伝導絶縁ベースを介して前記熱交換部の管路及び放熱フィンと熱的に結合されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の熱交換器。   The Peltier element is formed by connecting an N-type and a P-type semiconductor in series to an electrode provided on a heat conductive insulating base. The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat exchanger is combined. 前記放熱フィンに風を送風する送風ファンを備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 1, further comprising a blower fan that blows air to the heat radiation fins.
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