CN102209459B - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

一种冷却装置，包括冷却剂入口、冷却剂出口、其中包括冷却剂通道的冷却器、与冷却剂入口连通的引入管以及可拆卸地设置在冷却剂入口与引入管之间的过滤器。

Description

冷却装置

技术领域

本发明总体上涉及一种用于电气装置的冷却装置，更具体地，涉及一种具有过滤器的冷却装置。

背景技术

电气装置具有冷却装置，该冷却装置用于通过允许安装至电气装置的热发生器如半导体装置产生的热被发散来冷却电气装置。冷却装置包括冷却器，通过在冷却器的密封壳体内安装翅片而在冷却器中形成通道。该冷却器可操作用以将由热发生器产生的热与冷却剂如通过通道循环的水进行交换，由此冷却该热发生器。

通常，冷却器通过用于循环冷却剂的管或软管连接至散热器和泵。由于用于冷却装置的冷却剂被由制冷回路的组成部件产生的杂质颗粒污染以及由于这种组成部件的壁的损坏，存在冷却器的通道被杂质颗粒堵塞的担忧。为了解决这一问题，日本申请公开2007-205694中公开的冷却装置使用一种用于冷却剂的过滤器以防止冷却器中的通道被杂质颗粒堵塞。

在上述公开中所公开的冷却装置形成为整体层状结构，其中，入口侧管连接板、通道扩大板、过滤板、另一通道扩大板、入口侧通道限制板、交替布置的多个通道板和传热板、出口侧通道限制板、另一出口侧通道扩大板以及出口侧管连接板以这种顺序以层状布置的方式设置。每个传热板在其中心处形成带翅片区域，并且在任意两个相邻的传热板的带翅片区域之间形成一个微通道。包含在从入口侧管连接板流入的流体中的杂质颗粒被过滤板捕集。因此，根据上述公开的冷却装置能够防止在任意两个相邻的带翅片区域之间形成的微通道被杂质颗粒堵塞，由此防止泵的负荷增加以及冷却性能降低并实现热发生器的有效冷却。

被捕集的杂质颗粒因冷却装置的操作而逐渐附着并沉积在过滤板的表面上，阻碍冷却剂流的平稳流动，从而需要周期性地清洁过滤板。然而，在根据上述公开的形成为包括过滤板的多个部件的整体层状结构的冷却装置中，难以为了清洁而将过滤板从层状结构中移除。

该层状结构是通过用任意适当的方式将所述部件结合在一起而形成的。此外，热发生器通过铜焊或钎焊而连接至层状结构中的多个传热板，所以几乎不可能拆卸层状结构中的这些部件。因此，不能够清洁根据上述公开的冷却装置中的过滤器片，所以它不适合长期使用。

本发明旨在提供一种冷却装置，该冷却装置便于去除附着至过滤器的杂质颗粒。

发明内容

一种冷却装置，包括冷却剂入口、冷却剂出口、其中包括冷却剂通道的冷却器、与冷却剂入口连通的引入管以及可拆卸地设置在冷却剂入口与引入管之间的过滤器。

根据结合通过示例示出本发明原理的附图的以下描述，本发明的其它特征及优点将变得显而易见。

附图说明

以所附权利要求中的特征来表述被认为具有新颖性的本发明的特征。通过参照目前优选实施方式的以下描述以及附图可最好地理解本发明及其目的和优点，其中：

图1是示出了根据第一实施方式的冷却装置的局部剖视示意图；

图2是示出了图1的冷却装置的过滤器与连接器之间关系的放大剖视图；

图3是描述对根据第一实施方式的冷却装置的过滤器进行清洁的方式的立体图；

图4是示出了根据第二实施方式的冷却装置的过滤器与连接器之间关系的放大局部剖视图；以及

图5是描述对根据第二实施方式的冷却装置的过滤器进行清洁的方式的立体图。

具体实施方式

下面将参照图1至图3来描述根据第一实施方式的冷却装置。为了方便，以下描述是在将图1的视图作为正视图的情况下进行的。

参照图1，第一实施方式的冷却装置用1指示。冷却装置1包括冷却器2、入口管3、出口管4、引入管5、输送管6、第一连接器16、第二连接器23、过滤器21、泵7以及散热器8。由热发生器9如包括导热材料的半导体模块所形成的电气装置通过钎焊连接至冷却器2的顶面。

冷却器2包括顶板10、以预定距离与顶板10间隔开的底板11、连接顶板10的外周与底板11的外周的侧板12、翅片13的多个阵列、连接至相应侧板的入口管3和出口管4。顶板10、底板11以及侧板12协作以形成作为冷却器2的部件的壳体，冷却剂流经冷却器2。翅片13的阵列设置为在顶板10与底板11之间延伸，并且冷却剂通道14形成在冷却器2中翅片13的任意两个相邻的阵列中。形成冷却器2的顶板10、底板11、侧板12、翅片13、入口管3以及出口管4由主要包含具有高传热性的铝的金属制成。

入口管3穿过冷却器2的一个侧板12固定地插入以与冷却剂通道14连通，形成冷却器2的冷却剂入口。出口管4穿过另一个侧板12固定地插入以与冷却剂通道14连通，形成冷却器2的冷却剂出口。引入管5连接至泵7，输送管6连接至散热器8。泵7与散热器8通过管15彼此连接。

如图2所示，入口管3与引入管5通过第一连接器16连接。第一连接器16由环状管制成，该环状管在其中形成两个大直径通道18、19以及环状突起17，该环状突起17在所述大直径通道18与19之间向内突出并且形成小直径通道。也就是，在第一连接器16中形成大直径通道18、19以及小直径通道，且冷却剂从大直径通道19通过中间的小直径通道朝大直径通道18流动。大直径通道18、19的内径分别与入口管3的外径及引入管5的外径基本相同。入口管3和引入管5的外径可基本相同。由突起17形成的小直径通道的内径与入口管3及引入管5的内径基本相同。第一连接器16对应于连接器。

入口管3在相对于冷却剂流动方向而言的第一连接器16的下游侧插入第一连接器16的大直径通道18中。入口管3通过多个螺栓20以入口管3的端面与突起17的下游侧表面接触的方式可拆卸地固定至第一连接器16。引入管5通过多个螺栓22以引入管5的端面与过滤器21接触的方式可拆卸地固定至第一连接器16。

过滤器21形成为圆柱形，其具有与大直径通道19的内径基本相同的外径。过滤器21可拆卸地插入大直径通道19中，从而使得过滤器21的位于其下游侧的端面的径向外部与突起17的上游侧表面接触。过滤器21由金属如不锈钢、玻璃纤维、或树脂如聚氨酯和尼龙制成。总是暴露于冷却剂的过滤器21应当优选由任意的耐腐蚀材料制成。过滤器21的网孔尺寸小于由冷却器2的翅片13的阵列限定的冷却剂通道14的宽度，从而使冷却剂中的杂质颗粒能够被过滤器21捕集，过滤器21防止冷却剂通道14被堵塞。

第二连接器23具有与第一连接器16基本相同的结构，在第二连接器23的中间处形成环状突起24。第二连接器23将出口管4与输送管6连接在一起。出口管4在相对于冷却剂流动方向而言的第二连接器23的上游侧插入第二连接器23的大直径通道25中。出口管4通过多个螺栓26以出口管4的端面与突起24的上游侧表面接触的方式固定至第二连接器23。输送管6在第二连接器23的下游侧插入第二连接器23的大直径通道27中。输送管6通过多个螺栓28以输送管6的端面与突起24的下游侧表面接触的方式固定至第二连接器23。如果引入管5和输送管6由柔性材料制成，则可便于将引入管5和输送管6分别组装至第一连接器16和第二连接器23。

下文将描述根据第一实施方式的冷却装置1的操作及有益效果。参照图1，在冷却装置1操作期间，从泵7供给至引入管5内的冷却剂通过过滤器21过滤并通过入口管3流入冷却器2内。在通过过滤器21从冷却剂中去除了杂质颗粒之后，冷却剂在穿过冷却剂通道14时与冷却器2中的热发生器9进行热交换，并且流出至出口管4。从冷却器2排出的冷却剂通过输送管6流至散热器8以被冷却。在散热器8中被冷却的冷却剂通过管15流至泵7，泵7将冷却剂再次给送至引入管5。由此，冷却器2通过循环冷却剂来冷却热发生器9。

当冷却装置1操作达给定的时间段时，过滤器21变为被杂质颗粒堵塞，因此穿过过滤器21的冷却剂的流率降低。在这种情况下，停止冷却装置1的操作并且通过松开螺栓20、22而将引入管5以及入口管3从第一连接器16移除。如图3所示，通过以将第一连接器16的上游端设置为低于相对端的方式倾斜第一连接器16，可容易地将过滤器21从第一连接器16移除。可用水清洁从第一连接器16移除的过滤器21，从而可容易地去除附着至过滤器21的杂质颗粒。如果仅通过倾斜第一连接器16并未从第一连接器16移除过滤器21，则可从第一连接器16的下游端将棒状构件插入第一连接器16内以移除过滤器21。

通过将经清洁的过滤器21安装在第一连接器16的大直径通道19中的适当位置并且随后将入口管3和引入管5连接至第一连接器16，可使冷却装置1复原，如图1及图2所示。由于可周期性地并且容易地清洁过滤器21，冷却器2可保持冷却剂在冷却剂通道14中的平稳流动并且允许由热发生器9产生的热的有效发散。

下文将参照图4及图5描述根据第二实施方式的冷却装置。第二实施方式的冷却装置与第一实施方式的冷却装置的不同之处在于过滤器的安装方式。对于在第一实施方式和第二实施方式中共用的元件或部件，下文的描述将使用相同的参考数字，并且将省略这种共用的元件或部件的描述。

如图4所示，连接入口管3与引入管5的连接器29由以端对端的方式连接在一起的一对环状管30、31形成，并且该连接器29具有与入口管3或引入管5的外径基本相同的内径。分别在管30、31的位于径向内侧的连接端面中形成环状槽32、33。管30、31通过铜焊填料金属34以过滤器21在其外周处配装在环状槽32、33中的方式连接在一起。管30、31可通过任意其它适合的紧固方式如螺栓而机械地可拆卸地连接在一起。因此，管30、31以及过滤器21一体地形成为连接器29。

入口管3插入至管30内并通过螺栓20以如下方式固定：入口管3的端面与过滤器21的位于其相对于冷却剂流动方向而言的下游侧的端面接触。相似地，引入管5插入至管31内并通过螺栓22以如下方式固定：引入管5的端面与过滤器21的位于其上游侧的另一端面接触。过滤器21由此而被设置在入口管3与引入管5之间，冷却剂在稳定状态下被过滤。

以如下方式清洁过滤器21。通过松开螺栓20、22而从连接器29移除入口管3和引入管5。如图5所示，通过将连接至清洗装置(未示出)的软管37指向管31的内侧并注射清洁液体38如水，可去除附着至过滤器21位于其上游侧的端面的杂质颗粒。相似地，通过将软管37指向管30的内侧并注射清洁液体38，可容易地去除沉积在过滤器21中的杂质颗粒。因此，可彻底地并容易地清洁过滤器21。

本发明不限于上述实施方式。本发明可以以处于本发明的范围内的各种方式实施，如下例示。

(1)第一实施方式的过滤器21可被插入第一连接器16内位于入口管3与突起17的位于其下游侧的端面之间。

(2)在第一实施方式中，只要能够将过滤器21安装于第一连接器16中，入口管3、引入管5以及突起17的小直径通道各自的内径可彼此不同。

(3)根据本发明，冷却器2的冷却剂入口可不必由入口管如第一实施方式中的入口管3形成，而可由形成为贯穿冷却器2的侧板12的孔形成。在这种情况下，过滤器21被可拆卸地设在侧板12的孔中，第一实施方式的第一连接器16可直接连接至该孔，引入管5可连接至第一连接器16。可替换地，可省去第一连接器16，引入管5可直接连接至侧板12的孔。

(4)第一实施方式的第一连接器16和第二连接器23可以是卡合式，从而使入口管3以及引入管5、出口管4和输送管6能够仅通过将各个管插入至第一连接器16和第二连接器23内而连接至第一连接器16和第二连接器23。根据本发明的用于将入口管3、引入管5、出口管4以及输送管6固定至连接器16、23、29的方式不限于螺栓或上述卡合式连接。例如，入口管3、引入管5、出口管4以及输送管6可由柔性材料制成并通过任意合适的固定方式如管夹而固定至连接器16、23、29。

(5)用于将过滤器21固定在第二实施方式中的连接器29中的方式不限于如图4所示的结构。可将过滤器21插入至单独的管内并用粘合剂固定。

(6)根据本发明的冷却装置1不仅可应用于冷却半导体模块，还可用于冷却形成电气装置的任意其它热发生器。根据本发明的冷却装置可用于冷却用于除车辆外的各种设备的电气装置。

Claims (4)

1.一种冷却装置，其特征在于，所述冷却装置包括：

冷却器，所述冷却器包括冷却剂通道、冷却剂入口以及冷却剂出口；

引入管，所述引入管与所述冷却剂入口连通；以及

过滤器，所述过滤器可拆卸地设置在所述冷却剂入口与所述引入管之间，

其中，连接器连接所述引入管和所述冷却剂入口，所述过滤器设在所述连接器中，所述冷却器包括顶板、底板以及侧板，在所述顶板与所述底板之间设有翅片，热发生器与所述顶板热联接，所述冷却剂入口由入口管形成，所述入口管固定至所述冷却器，所述连接器包括多个管，所述管以端对端的方式连接在一起，所述管具有环状槽，所述环状槽分别形成于所述管的位于所述管的径向内侧的连接端面中，所述管与所述过滤器连接在一起，所述过滤器在所述过滤器的外周处配装在所述环状槽中，所述入口管插入到所述管中，所述入口管以如下方式固定：即，所述入口管的端面与所述过滤器的端面相接触，所述引入管插入到另一管中，所述引入管以如下方式固定：即，所述引入管的端面与所述过滤器的另一端面相接触。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述过滤器可拆卸地设置于所述连接器中。

3.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述引入管和所述冷却剂入口可拆卸地设在所述连接器中，其中，所述过滤器固定至所述连接器。

4.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述翅片限定所述冷却器中的所述冷却剂通道，所述过滤器的网孔尺寸小于所述冷却剂通道的宽度。