CN103210707A - 冷却器 - Google Patents

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Abstract

一种冷却器，具备：并排设置有多个散热片，使制冷剂流过该散热片间的通路（Rp）的散热部；在散热片的并排设置方向上延伸设置，经由第1节流部（Rs）与散热片间的通路（Rp）的一端侧连通的流入侧制冷剂储液槽（Ri）；在散热片的并排设置方向上延伸设置，经由第2节流部（Rs）与散热片间的通路（Rp）的另一端侧连通的流出侧制冷剂储液槽（Ro）。在流入侧制冷剂储液槽（Ri）的与第1节流部（Rs）相向的面形成有流入侧翅片（21），且流入侧制冷剂储液槽（Ri）的流通截面积设定为小于流出侧制冷剂储液槽（Ro）的流通截面积。

Description

冷却器
技术领域
本发明涉及冷却器，尤其是涉及制冷剂流量的改善。
背景技术
一直以来，提出有如下方案：在具备电动机、收容电动机的驱动装置壳体以及控制电动机的逆变器的驱动装置中，具有用于冷却逆变器及电动机的冷却结构。
在图6、图7及图8中，示出了下述的专利文献1所公开的现有的冷却器结构。图6是冷却结构的整体立体图，图7是冷却结构的纵剖面图，图8是冷却结构的主要部分的纵剖面图。使逆变器3或电动机1等的散热体散出的热量向在制冷剂循环路4中与散热器42之间循环的制冷剂散热，在热方面保护散热体。
逆变器3由将蓄电池电源的直流变换成交流的开关晶体管及附带的电路元件、配置有它们的电路基板构成。逆变器3安装在基板自身或通过将其他构件安装于基板而与基板一体化后的吸热设备53的上表面侧，吸热设备53固定于收容逆变器3的逆变器壳体7的底部。吸热设备53的下表面形成为与逆变器3热连接的散热面53a。逆变器壳体7为了保护内部的逆变器3免受雨水或灰尘侵入而形成为将其覆盖。
电动机1收容于驱动装置壳体2，在驱动装置壳体2的上表面设有分隔构件6。在分隔构件6的上表面形成有与散热面53a相向配置且在与电动机1热连接的相向面6a。在分隔构件6的上表面形成有矩形的凹部，用于在将吸热设备53搭载于分隔构件6上的状态下在与吸热设备53的下表面、即散热面53a之间形成制冷剂空间R。凹部的底面形成相向面6a。在分隔构件6的下表面，与驱动装置壳体2的上表面协作，形成流入侧制冷剂路Ri的凹部61及形成流出侧制冷剂路Ro的凹部62形成为相互平行。
冷却结构如下形成：在吸热设备53的散热面53a与分隔构件6的相向面6a之间形成制冷剂空间R，在该制冷剂空间R并排配置从散热面53a朝向相向面6a立起设置的多个散热片56，在多个散热片56的各自的相邻之间形成供制冷剂流过的翅片间通路Rp。散热片56为了确保热交换面积，从吸热设备53侧的散热面53a朝向分隔构件6的相向面6a向制冷剂空间R内延伸，将制冷剂空间R在其厚度方向上横截。
散热片56将吸热设备53的下侧削起而形成，散热面53a接近逆变器3侧。在翅片56立起设置时，关于从削起前的面立起设置的部位，散热片56的前端部的长度设定为比基端部的长度短，翅片间通路Rp的端面相对于散热片56的立起设置方向倾斜。
通过分隔构件6的凹部61和驱动装置壳体2的上表面，流入侧制冷剂储液槽Ri在翅片间通路Rp的并排设置方向上延伸形成，通过分隔构件6的凹部62和驱动装置壳体2的上表面，流出侧制冷剂储液槽Ro在翅片间通路Rp的并排设置方向上延伸形成。流入侧制冷剂储液槽Ri和翅片间通路Rp的一端通过在翅片间通路Rp的并排设置区域上延伸的节流部Rs连通连结，流出侧制冷剂储液槽Ro和翅片间通路Rp的另一端通过在翅片间通路Rp的并排设置区域上延伸的节流部Rs连通连结。
在驱动装置壳体2的与凹部61、62相向的位置上，朝向流入侧制冷剂储液槽Ri及流出侧制冷剂储液槽Ro内，立起设置有翅片21，使导热面积增加。
在分隔构件6的一方侧的侧端部，使制冷剂流入流入侧制冷剂储液槽Ri的流入侧口51和使制冷剂从流出侧制冷剂储液槽Ro流出的流出侧口52相互平行地连接。并且，使通过设于制冷剂循环路的制冷剂泵41向流入侧制冷剂储液槽Ri供给的制冷剂经由节流部Rs流过并列配置的多个翅片间通路Rp，从而经由散热面53a将逆变器3冷却。将逆变器3冷却后的制冷剂经由节流部Rs向流出侧制冷剂储液槽Ro流出。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-172024号公报
发明内容
现有技术的构成为向流入侧制冷剂储液槽Ri供给的制冷剂经由节流部Rs流过翅片间通路Rp，但在流入侧制冷剂储液槽Ri立起设置有翅片21，因此向流入侧制冷剂储液槽Ri供给的制冷剂选择性地流向翅片21和节流部Rs之间存在的空间，存在向翅片21的底部的制冷剂流量相对地减少而冷却性能降低的问题。
本发明的目的是，在散热面的制冷剂通路上经由节流部使流入侧制冷剂储液槽及流出侧制冷剂储液槽连通的冷却器中，提高流入侧制冷剂储液槽中的冷却性能。
本发明提供一种冷却器，具备：并排设置有多个散热片，使制冷剂流过该散热片间的通路的散热部；在所述散热片的并排设置方向上延伸设置，经由第1节流部与所述散热片间的通路的一端侧连通的流入侧制冷剂储液槽；以及在所述散热片的并排设置方向上延伸设置，经由第2节流部与所述散热片间的通路的另一端侧连通的流出侧制冷剂储液槽，向所述流入侧制冷剂储液槽供给的制冷剂经由所述第1节流部流过所述散热片间的通路，经由所述第2节流部向所述流出侧制冷剂储液槽流出，在所述流入侧制冷剂储液槽的与所述第1节流部相向的面上立起形成有流入侧翅片，且所述流入侧制冷剂储液槽的流通截面积设定为小于所述流出侧制冷剂储液槽的流通截面积。
本发明的一个实施方式中，所述流入侧制冷剂储液槽的流通阻力与所述流出侧制冷剂储液槽的流通阻力以及所述第1、第2节流部的流通阻力满足如下关系：（第1、第2节流部的流通阻力）>（流出侧制冷剂储液槽的流通阻力）>（流入侧制冷剂储液槽的流通阻力）。
另外，本发明的另一实施方式中，所述流入侧翅片为不定向翅片。
另外，本发明的另一实施方式中，所述不定向翅片为钉状翅片。
另外，本发明的另一实施方式中，所述钉状翅片不到达形成有所述第1节流部的面而立起设置形成。
另外，本发明的另一实施方式中，所述钉状翅片立起设置形成为到达形成有所述第1节流部的面。
另外，本发明的另一实施方式中，进而在所述流出侧制冷剂储液槽的与所述第2节流部相向的面形成有流出侧翅片，所述流入侧翅片及所述流出侧翅片为不定向翅片。
发明效果
根据本发明，流入侧制冷剂储液槽的制冷剂的流速增大，向流入侧制冷剂储液槽的流入侧翅片也供给制冷剂，流入侧制冷剂储液槽的冷却性能提高至现有水平以上。
附图说明
图1是第1实施方式的冷却器的纵剖面图。
图2是第1实施方式的冷却器的横剖面图，是图1的A-A剖面图。
图3是第2实施方式的冷却器的横剖面图。
图4是第3实施方式的冷却器的横剖面图。
图5是又一实施方式的冷却器的纵剖面图。
图6是现有的冷却结构的立体图。
图7是现有的冷却结构的纵剖面图。
图8是现有的冷却结构的主要部分的纵剖面图。
具体实施方式
以下，基于图面说明本发明的实施方式。但是，以下的实施方式仅是例示，本发明不限定于以下的实施方式。
1.第1实施方式
本实施方式的冷却器的整体构成与图6～图8所示的现有的冷却结构大致相同。即，冷却结构如下构成：在吸热设备53的散热面53a和分隔构件6的相向面6a之间形成制冷剂空间R，在该制冷剂空间R中并列配置从散热面53a朝向相向面6a立起设置的多个散热片56，在多个散热片56彼此的相邻之间形成供制冷剂流过的翅片间通路Rp。为了确保热交换面积，散热片56从吸热设备53侧的散热面53a朝向分隔构件6的相向面6a向制冷剂空间R内延伸，将制冷剂空间R沿其厚度方向横截。
通过分隔构件6的凹部61和驱动装置壳体2的上表面，流入侧制冷剂储液槽Ri在翅片间通路Rp的并排设置方向上延伸形成。另外，通过分隔构件6的凹部62和驱动装置壳体2的上表面，流出侧制冷剂储液槽Ro在翅片间通路Rp的并排设置方向上延伸形成。流入侧制冷剂储液槽Ri和翅片间通路Rp的一端通过在翅片间通路Rp的并排设置区域上延伸的节流部（第1节流部）Rs连通连结，流出侧制冷剂储液槽Ro和翅片间通路Rp的另一端通过在翅片间通路Rp的并排设置区域上延伸的节流部（第2节流部）Rs连通连结。在驱动装置壳体2的与凹部61、62相向的位置，朝向流入侧制冷剂储液槽Ri及流出侧制冷剂储液槽Ro内立起设置翅片21，使导热面积增加。
在分隔构件6的一方侧的侧端部，使制冷剂流入流入侧制冷剂储液槽Ri的流入侧口51和使制冷剂从流出侧制冷剂储液槽Ro流出的流出侧口52相互平行地连接。并且，使通过设于制冷剂循环路的制冷剂泵41向流入侧制冷剂储液槽Ri供给的制冷剂经由节流部Rs流过并列配置的多个翅片间通路Rp，由此经由散热面53a将逆变器3冷却。将逆变器3冷却后的制冷剂经由节流部Rs向流出侧制冷剂储液槽Ro流出。
与现有的冷却结构的不同点是流入侧制冷剂储液槽Ri和流出侧制冷剂储液槽Ro的流通截面积。即，现有技术中，流入侧制冷剂储液槽Ri和流出侧制冷剂储液槽Ro的流通截面积相同，但本实施方式中，减小流入侧制冷剂储液槽Ri的流通截面积，设定为（流入侧制冷剂储液槽Ri的流通截面积）<（流出侧制冷剂储液槽Ro的流通截面积）。
图1表示本实施方式的冷却器50的纵剖面图。与表示现有的冷却结构的图8对应。另外，图2表示将流入侧制冷剂储液槽Ri及流出侧制冷剂储液槽Ro横截的横剖面图、即图1的A-A剖面图。如上所述，通过分隔构件6的凹部61和驱动装置壳体2的上表面，流入侧制冷剂储液槽Ri在翅片间通路Rp的并排设置方向上延伸形成。另外，通过分隔构件6的凹部62和驱动装置壳体2的上表面，流出侧制冷剂储液槽Ro在翅片间通路Rp的并排设置方向上延伸形成。
流入侧制冷剂储液槽Ri和翅片间通路Rp的一端通过在翅片间通路Rp的并排设置区域上延伸的节流部Rs连通连结。另外，流出侧制冷剂储液槽Ro和翅片间通路Rp的另一端通过在翅片间通路Rp的并排设置区域上延伸的节流部Rs连通连结。在流入侧制冷剂储液槽Ri及流出侧制冷剂储液槽Ro内立起设置有翅片21。向流入侧制冷剂储液槽Ri供给的制冷剂经由节流部5流过并列配置的多个翅片间通路Rp，将逆变器3冷却后的制冷剂经由节流部Rs向流出侧制冷剂储液槽Ro流出。
节流部Rs从流入侧制冷剂储液槽Ri向上方延伸，因此制冷剂充满流入侧制冷剂储液槽Ri后流入翅片间通路Rp。另外，流出侧制冷剂储液槽Ro位于节流部Rs的下方，因此防止了制冷剂的倒流。
这种构成中，如图1及图2所示，流入侧制冷剂储液槽Ri的流通宽度Wi比流出侧制冷剂储液槽的流通宽度Wo小，流入侧制冷剂储液槽Ri的流通截面积比流出侧制冷剂储液槽Ro的流通截面积小。例如，设流入侧制冷剂储液槽Ri的流通宽度Wi和流出侧制冷剂储液槽的流通宽度Wo的比率为Wi：Wo=1：2，设流入侧制冷剂储液槽Ri的流通截面积和流出侧制冷剂储液槽Ro的流通截面积的比率为1：4等。若通过与现有技术的比较进行说明，则在设现有的冷却结构的流入侧制冷剂储液槽Ri及流出侧制冷剂储液槽Ro的流通截面积为400mm2、节流部Rs的流通截面积为500mm2的情况下，本实施方式中，分别维持流出侧制冷剂储液槽Ro及节流部Rs的流通截面积，将流入侧制冷剂储液槽Ri的流通截面积设定为100mm2或200mm2等，设定得比现有技术小。若关注流入侧制冷剂储液槽Ri、流出侧制冷剂储液槽Ro、节流部Rs的流通阻力，则现有的冷却结构中存在（节流部Rs的流通阻力）>（流入侧制冷剂储液槽Ri的流通阻力）=（流出侧制冷剂储液槽Ro的流通阻力）的关系，但本实施方式中，存在（节流部Rs的流通阻力）>（流出侧制冷剂储液槽部Ro的流通阻力）>（流入侧制冷剂储液槽Ri的流通阻力）的关系。通过较小地设定流入侧制冷剂储液槽Ri的流通截面积，使从制冷剂循环路向流入侧制冷剂储液槽Ri供给的制冷剂的、流入侧制冷剂储液槽内的流速相应地加快，能够补偿由于立起设置翅片21引起的制冷剂的流量降低。由此，提高了翅片21的底部的冷却性能，换言之提高了驱动装置壳体2的冷却性能。
2.第2实施方式
第1实施方式中，在流入侧制冷剂储液槽Ri及流出侧制冷剂储液槽Ro的内部立起设置有翅片21，但也可以取代流入侧制冷剂储液槽Ri内部的翅片21，立起设置不定向翅片22。
图3示出本实施方式的冷却器的横剖面图。流入侧制冷剂储液槽Ri的通路截面积设定得小于流出侧制冷剂储液槽Ro的通路截面积，且在流入侧制冷剂储液槽Ri的内部取代翅片21而立起设置作为不定向翅片的钉状翅片22。此外，流出侧制冷剂储液槽Ro的内部与第1实施方式同样立起设置有翅片21。
即使构成为通过将流入侧制冷剂储液槽Ri内的翅片设为钉状翅片22，使导热面积增加，且使钉状翅片22在节流部Rs的方向上进一步延伸而填上钉状翅片22和节流部Rs之间的空间，也能够使制冷剂经由节流部Rs流过翅片间通路Rp，且能够在立起设置翅片21的情况下使选择性地集中于该空间部的制冷剂的流动也流向钉状翅片22的底部，因此进一步提高了驱动装置壳体2的冷却性能。
3.第3实施方式
第2实施方式将流入侧制冷剂储液槽Ri内部的翅片设为不定向的钉状翅片22，但本实施方式中不仅是流入侧制冷剂储液槽Ri，在流出侧制冷剂储液槽Ro的内部也设置不定向翅片。
图4表示本实施方式的冷却器的横剖面图。流入侧制冷剂储液槽Ri的通路截面积设定为小于流出侧制冷剂储液槽Ro的通路截面积，且在流入侧制冷剂储液槽Ri的内部及流出侧制冷剂储液槽Ro的内部取代翅片21而立起设置作为不定向翅片的钉状翅片22。
即使构成为通过将流入侧制冷剂储液槽Ri内的翅片设为钉状翅片22，而使导热面积增加，且使钉状翅片22在节流部Rs的方向上进一步延伸而填上钉状翅片22和节流部Rs之间的空间，也能够使制冷剂经由节流部Rs流过翅片间通路Rp，且能够在立起设置有翅片21的情况下使选择性地集中于该空间部的制冷剂的流动也流向钉状翅片22的底部，因此进一步提高了驱动装置壳体2的冷却性能。另外，通过流出侧制冷剂储液槽Ro内部的钉状翅片22，制冷剂更容易流至钉状翅片22的底部，进一步提高了冷却性能。
4.变形例
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此，也能够采用其他变形例。
例如本实施方式中，冷却器50冷却逆变器3并且冷却收容电动机1的驱动装置壳体2，但也可以在驱动装置壳体2内收容DC-DC转换器及电抗器等电动机驱动单元，通过冷却器50冷却这些驱动单元。
另外，本实施方式中，作为不定向翅片例示了钉状翅片22，但其截面形状不一定需要如图2或图3那样为圆形，也可以采用其他形状，例如椭圆或菱形等。
另外，本实施方式中，将作为不定向翅片的钉状翅片22仅立起设置于流入侧制冷剂储液槽Ri内部，或在流入侧制冷剂储液槽Ri和流出侧制冷剂储液槽Ro的内部均立起设置，但不定向翅片也可以延伸直至到达形成节流部Rs的分隔构件6的面，或也可以并不延伸直至到达分隔构件6的面而延伸直至中途。
图5示出使作为不定向翅片的钉状翅片22延伸直至到达分隔构件6的面的情况的构成。与图1同样，流入侧制冷剂储液槽Ri的流通截面积设定得小于流出侧制冷剂储液槽Ro的流通截面积。另外，在流入侧制冷剂储液槽Ri的内部及流出侧制冷剂储液槽Ro的内部均将钉状翅片22作为不定向翅片从驱动装置壳体2的上表面立起设置，且钉状翅片22延伸直至到达形成有节流部Rs的分隔构件6的面，填上图1中存在的节流部Rs和翅片21之间的空间。节流部Rs在翅片间通路Rp的并排设置区域上延伸，因此即使如此钉状翅片22延伸直至到达分隔构件6的面，制冷剂也能够从流入侧制冷剂储液槽Ri经由节流部Rs流入翅片间通路Rp，且能够从翅片间通路向流出侧制冷剂储液槽Ro流出。根据该构成，由于钉状翅片22的表面积增大，因此导热面积进一步增大。
标号说明
3逆变器、21翅片、22钉状翅片、50冷却器、56散热片、Rp翅片间通路、Ri流入侧制冷剂储液槽、Ro流出侧制冷剂储液槽、Rs节流部。

Claims (8)

1.一种冷却器，其特征在于，具备：
并排设置有多个散热片，使制冷剂流过该散热片间的通路的散热部；
在所述散热片的并排设置方向上延伸设置，经由第1节流部与所述散热片间的通路的一端侧连通的流入侧制冷剂储液槽；以及
在所述散热片的并排设置方向上延伸设置，经由第2节流部与所述散热片间的通路的另一端侧连通的流出侧制冷剂储液槽，
向所述流入侧制冷剂储液槽供给的制冷剂经由所述第1节流部流过所述散热片间的通路，经由所述第2节流部向所述流出侧制冷剂储液槽流出，
在所述流入侧制冷剂储液槽的与所述第1节流部相向的面上立起形成有流入侧翅片，
且所述流入侧制冷剂储液槽的流通截面积设定为小于所述流出侧制冷剂储液槽的流通截面积。
2.根据权利要求1所述的冷却器，其特征在于，
所述流入侧制冷剂储液槽的流通阻力与所述流出侧制冷剂储液槽的流通阻力以及所述第1、第2节流部的流通阻力满足如下关系：
（第1、第2节流部的流通阻力）>（流出侧制冷剂储液槽的流通阻力）>（流入侧制冷剂储液槽的流通阻力）。
3.根据权利要求1所述的冷却器，其特征在于，
所述流入侧翅片为不定向翅片。
4.根据权利要求3所述的冷却器，其特征在于，
所述不定向翅片为钉状翅片。
5.根据权利要求4所述的冷却器，其特征在于，
所述钉状翅片不到达形成有所述第1节流部的面而立起设置形成。
6.根据权利要求4所述的冷却器，其特征在于，
所述钉状翅片立起设置形成为到达形成有所述第1节流部的面。
7.根据权利要求1所述的冷却器，其特征在于，
进而在所述流出侧制冷剂储液槽的与所述第2节流部相向的面上形成有流出侧翅片，
所述流入侧翅片及所述流出侧翅片为不定向翅片。
8.根据权利要求7所述的冷却器，其特征在于，
所述不定向翅片为钉状翅片。
CN201080070044.1A 2010-12-24 2010-12-24 冷却器 Active CN103210707B (zh)

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