JP2013105880A - Cooling device for electrical apparatus - Google Patents

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芳昭 川上
Yuki Jojima
悠樹 城島
Eizo Takahashi
栄三 高橋
Kosuke Sato
幸介 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling device for an electrical apparatus in which dispersion of cooling efficiency is suppressed.SOLUTION: A cooling device for an electrical apparatus comprises a refrigerant passage formation member 120 which has a flat plate shape and is connected with an inverter element included in an EV device. The refrigerant passage formation member 120 forms a refrigerant passage 32 in which a refrigerant for vehicle internal air-conditioning flows in a direction of the flat plate, and a refrigerant arrangement space 181 which is arranged piled on the refrigerant passage 32 in a thickness direction to arrange a refrigerant. The refrigerant passage 32 includes: a porous conduit part 151A which has a porous conduit shape arranged in parallel with the flow direction of the refrigerant; a porous conduit part 151B which has a porous conduit shape arranged in parallel with the flow direction of the refrigerant, and is separated from the porous conduit part 151A by a partition 127 extending in parallel with the flow direction of the refrigerant; and a reversal space part which communicates the porous conduit part 151A and the porous conduit part 151B to reverse the flow direction of the refrigerant between the porous conduit part 151A and the porous conduit part 151B.

Description

この発明は、一般的には、車両に搭載された電気機器の冷却装置に関し、より特定的には、車室空調用の冷媒を利用する電気機器の冷却装置に関する。   The present invention generally relates to a cooling device for an electric device mounted on a vehicle, and more specifically, relates to a cooling device for an electric device that uses a refrigerant for air conditioning in a passenger compartment.

従来の電気機器の冷却装置に関して、たとえば、特開2005−191527号公報には、優れた冷却能力を有することを目的とした積層型冷却器が開示されている(特許文献1)。特許文献1に開示された積層型冷却器は、冷却媒体を流通させる冷媒流路が形成された複数の冷却菅と、複数の冷却菅の間を連通する連通部材とを有する。冷却管には、自動車用インバータの一部を構成する、IGBT等の半導体素子とダイオードとを内蔵した電子部品が接触して設けられている。冷却媒体としては、エチレングリコール系の不凍液が利用される。   Regarding a conventional cooling apparatus for electric equipment, for example, Japanese Patent Laying-Open No. 2005-191527 discloses a stacked type cooler intended to have an excellent cooling capacity (Patent Document 1). The stacked cooler disclosed in Patent Document 1 includes a plurality of cooling rods in which refrigerant flow paths for circulating a cooling medium are formed, and a communication member that communicates between the plurality of cooling rods. The cooling pipe is provided with an electronic component in which a semiconductor element such as an IGBT and a diode, which constitute a part of the inverter for an automobile, are built in contact with each other. As the cooling medium, ethylene glycol antifreeze is used.

また、特開2010−245158号公報には、パワーデバイス等の発熱体の冷却に用いる水冷式の冷却器であって、冷却性能を向上させることを目的とした冷却器が開示されている(特許文献2)。特許文献2に開示された冷却器においては、冷却器天板と冷却器底板との間に冷媒流路が形成されている。冷媒流路には、2つのコルゲートフィンが板状体を介して積層されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-245158 discloses a water-cooled cooler used for cooling a heating element such as a power device, which is intended to improve the cooling performance (patent). Reference 2). In the cooler disclosed in Patent Document 2, a refrigerant flow path is formed between the cooler top plate and the cooler bottom plate. In the coolant channel, two corrugated fins are stacked via a plate-like body.

また、特開2001−168254号公報には、製造を容易として、製造単価を低減するとともに、熱交換効率を向上させることを目的とした熱交換器が開示されている(特許文献3)。特許文献3に開示された熱交換器は、センタープレートと、発熱部材に接続されるベースプレースと、フィン部材とを有する。センタープレートは、内部に複数の流路が形成された押し出し多穴菅を主体として構成されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-168254 discloses a heat exchanger that facilitates manufacture, reduces the manufacturing unit price, and improves heat exchange efficiency (Patent Document 3). The heat exchanger disclosed in Patent Document 3 includes a center plate, a base place connected to the heat generating member, and a fin member. The center plate is mainly composed of an extruded multi-hole rod having a plurality of flow paths formed therein.

また、特開2010−140964号公報には、圧力損失の増加を抑えつつ、放熱性能を向上させることを目的とした半導体素子用冷却器が開示されている(特許文献4)。特許文献4に開示された半導体素子用冷却器は、冷媒の入り口および出口が設けられるケーシングと、ケーシングの外面に設けられ、IGBTが取り付けられる絶縁基板と、ケーシングの内面に接合され、冷媒通路を規定するコルゲートフィンとを有する。コルゲートフィンは、冷媒の流れ方向に複数のブロックに分割され、隣接するブロック間で冷媒の流れ方向と直角方向にピッチがずらして配置されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-140964 discloses a cooler for semiconductor elements intended to improve heat dissipation performance while suppressing an increase in pressure loss (Patent Document 4). The semiconductor element cooler disclosed in Patent Document 4 is provided with a casing provided with an inlet and an outlet for a refrigerant, an insulating substrate provided on an outer surface of the casing, to which an IGBT is attached, and an inner surface of the casing. It has corrugated fins to define. The corrugated fin is divided into a plurality of blocks in the flow direction of the refrigerant, and the pitch is shifted between adjacent blocks in a direction perpendicular to the flow direction of the refrigerant.

特開2005−191527号公報JP 2005-191527 A 特開2010−245158号公報JP 2010-245158 A 特開2001−168254号公報JP 2001-168254 A 特開2010−140964号公報JP 2010-140964 A

車両に搭載された電気機器を冷却するための装置として、車室内の空調のための蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用する技術が提案されている。   As a device for cooling an electric device mounted on a vehicle, a technology using a vapor compression refrigeration cycle for air conditioning in a vehicle interior has been proposed.

このような冷却装置においては、気相および液相間の状態変化を伴う冷媒が利用されるため、冷媒がガス化し易い、冷媒の気相および液相間の比重差が大きい、冷媒サイクルの応答性が遅いといった特性がある。このような特性により、電気機器にヒートスポットや急激な熱負荷変動といった発熱状況が生じた場合には、冷媒が気泡化し、その気泡同士が干渉したり、局所的なドライアウトが生じたりする可能性がある。その結果、電気機器の冷却効率がばらつく懸念が生じる。   In such a cooling device, since a refrigerant with a change in state between the gas phase and the liquid phase is used, the refrigerant is easily gasified, the specific gravity difference between the gas phase and the liquid phase of the refrigerant is large, and the response of the refrigerant cycle There is a characteristic that the nature is slow. Due to these characteristics, when heat generation conditions such as heat spots or sudden fluctuations in heat load occur in electrical equipment, the refrigerant can be bubbled and the bubbles can interfere with each other or cause local dryout. There is sex. As a result, there is a concern that the cooling efficiency of the electrical equipment varies.

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、冷却効率のばらつきが抑制される電気機器の冷却装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problem and to provide a cooling device for an electric device in which variation in cooling efficiency is suppressed.

この発明に従った電気機器の冷却装置は、車両に搭載された電気機器の冷却装置である。電気機器の冷却装置は、平板形状を有し、電気機器に含まれる発熱源が接続される冷媒通路形成部材を備える。冷媒通路形成部材には、その平面方向に車室空調用の冷媒が流通する冷媒通路と、その厚み方向に冷媒通路と積み重なって設けられ、冷媒が配置される冷媒配置空間とが形成される。冷媒通路は、冷媒の流れ方向に対して並列に並ぶ多孔菅形状を有する第1の多孔菅部と、冷媒の流れ方向に対して並列に並ぶ多孔菅形状を有し、冷媒の流れ方向に対して平行に延びる仕切り壁によって第1の多孔菅部と隔てられた第2の多孔菅部と、第1の多孔菅部および第2の多孔菅部を互いに連通させ、第1の多孔菅部と第2の多孔菅部との間で冷媒の流れ方向を反転させる反転空間部とを有する。   The cooling device for electric equipment according to the present invention is a cooling device for electric equipment mounted on a vehicle. The cooling device for an electric device has a flat plate shape and includes a refrigerant passage forming member to which a heat source included in the electric device is connected. The refrigerant passage forming member is formed with a refrigerant passage through which the refrigerant for air conditioning in the passenger compartment flows in the plane direction and a refrigerant arrangement space in which the refrigerant passage is stacked in the thickness direction and in which the refrigerant is arranged. The refrigerant passage has a first porous ridge portion having a porous ridge shape arranged in parallel with the refrigerant flow direction, and a porous ridge shape arranged in parallel with the refrigerant flow direction, with respect to the refrigerant flow direction. A second porous flange portion separated from the first porous flange portion by a partition wall extending in parallel with each other, the first porous flange portion and the second porous flange portion communicate with each other, and the first porous flange portion, And an inversion space portion for reversing the flow direction of the refrigerant with the second porous ridge portion.

このように構成された電気機器の冷却装置によれば、冷媒通路内で生じた車室空調用の冷媒による冷却効率の低下の影響を、冷媒通路に対して冷媒が配置される冷媒配置空間を積層して設けることによって緩和することができる。また、第1の多孔菅部と第2の多孔菅部との間に反転空間部を設けることによって、冷媒の流れ方向を反転させながら、温度差のある冷媒を攪拌することができる。これにより、電気機器の冷却効率にばらつきが生じることを抑制できる。   According to the cooling device for an electric device configured as described above, the refrigerant arrangement space in which the refrigerant is arranged with respect to the refrigerant passage is affected by the effect of the cooling efficiency reduction caused by the refrigerant for the passenger compartment air conditioning generated in the refrigerant passage. It can be relieved by stacking. Further, by providing the inversion space portion between the first porous ridge portion and the second porous ridge portion, it is possible to agitate the refrigerant having a temperature difference while inverting the flow direction of the refrigerant. Thereby, it can suppress that dispersion | variation arises in the cooling efficiency of an electric equipment.

また好ましくは、発熱源は、発熱源と冷媒通路との間に冷媒配置空間が位置するように冷媒通路形成部材に接続される。冷媒配置空間には、冷媒通路を流通する冷媒よりも大きい比熱を有する冷媒が配置される。   Preferably, the heat generation source is connected to the refrigerant passage forming member such that a refrigerant arrangement space is located between the heat generation source and the refrigerant passage. A refrigerant having a specific heat larger than that of the refrigerant flowing through the refrigerant passage is arranged in the refrigerant arrangement space.

このように構成された電気機器の冷却装置によれば、発熱源と冷媒通路との間に位置決めされる冷媒配置空間を、発熱源から伝達された熱を一旦蓄える蓄熱層として利用できる。これにより、発熱源における発熱変動によって車室空調用の冷媒がガス化する現象を抑えることができる。   According to the cooling device for an electrical device configured as described above, the refrigerant arrangement space positioned between the heat generation source and the refrigerant passage can be used as a heat storage layer that temporarily stores heat transmitted from the heat generation source. Accordingly, it is possible to suppress a phenomenon in which the refrigerant for the air conditioning in the passenger compartment is gasified due to the heat generation fluctuation in the heat generation source.

また好ましくは、冷媒配置空間には、冷媒通路を流通する冷媒とは異なる冷媒が貯留される。また好ましくは、冷媒配置空間には、冷媒通路を流通する冷媒とは異なる冷媒が流通される。   Preferably, a refrigerant different from the refrigerant flowing through the refrigerant passage is stored in the refrigerant arrangement space. Preferably, a refrigerant different from the refrigerant flowing through the refrigerant passage is circulated in the refrigerant arrangement space.

このように構成された電気機器の冷却装置によれば、冷媒配置空間に貯留または流通された冷媒によって、冷媒通路内で生じた車室空調用の冷媒による冷却効率の低下の影響を緩和することができる。   According to the cooling device for an electrical device configured as described above, the refrigerant stored or distributed in the refrigerant arrangement space can mitigate the influence of the cooling efficiency reduction caused by the refrigerant for the passenger compartment air conditioning generated in the refrigerant passage. Can do.

また好ましくは、第1の多孔菅部は、第2の多孔菅部が有する多孔菅形状と異なる多孔菅形状を有する。このように構成された電気機器の冷却装置によれば、第1の多孔菅部と第2の多孔菅部との間で冷媒流れの形態に変化が生じるため、反転空間部における冷媒の攪拌を促進させることができる。   Also preferably, the first porous ridge has a porous ridge shape different from the porous ridge shape of the second porous ridge. According to the electrical apparatus cooling device configured as described above, the refrigerant flow form changes between the first porous ridge portion and the second porous ridge portion, so that the refrigerant is agitated in the inversion space portion. Can be promoted.

また好ましくは、冷媒通路形成部材は、第1の多孔菅部および第2の多孔菅部を形成するための押し出し成形材を有する。このように構成された電気機器の冷却装置によれば、低コストで、第1の多孔菅部および第2の多孔菅部の耐圧性を確保することができる。   Preferably, the refrigerant passage forming member has an extrusion molding material for forming the first porous ridge portion and the second porous ridge portion. According to the cooling device for an electric device configured as described above, the pressure resistance of the first porous ridge portion and the second porous ridge portion can be ensured at low cost.

以上に説明したように、この発明に従えば、冷却効率のばらつきが抑制される電気機器の冷却装置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 cooling device for an electric device in which variation in cooling efficiency is suppressed.

この発明の実施の形態1における電気機器の冷却装置が適用される車両を示す概略図である。It is the schematic which shows the vehicle with which the cooling device of the electric equipment in Embodiment 1 of this invention is applied. この発明の実施の形態1における電気機器の冷却装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the cooling device of the electric equipment in Embodiment 1 of this invention. 図2中の蒸気圧縮式冷凍サイクルにおける冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant in the vapor compression refrigeration cycle in FIG. 蒸気圧縮式冷凍サイクルの運転中の、EV機器を冷却する冷媒の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of the refrigerant | coolant which cools EV apparatus during the driving | operation of a vapor compression refrigeration cycle. 蒸気圧縮式冷凍サイクルの停止中の、EV機器を冷却する冷媒の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of the refrigerant | coolant which cools EV apparatus during the stop of a vapor compression refrigeration cycle. この発明の実施の形態1における電気機器の冷却装置において、流量調整弁および切り換え弁の開閉状態を示す図である。It is a figure which shows the open / close state of a flow regulating valve and a switching valve in the cooling device for electric equipment in Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態1における電気機器の冷却装置において、図2中の冷却部の構造を示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing the structure of a cooling unit in FIG. 2 in the electric apparatus cooling apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 図7中のVIII−VIII線上に沿った冷却部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cooling part along the VIII-VIII line in FIG. 図8中の多孔菅部が有する多孔菅形状の第1変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st modification of the porous ridge shape which the porous ridge part in FIG. 8 has. 図8中の多孔菅部が有する多孔菅形状の第2変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd modification of the porous ridge shape which the porous ridge part in FIG. 8 has. 図7中の冷却部の変形例を示す正面図である。It is a front view which shows the modification of the cooling part in FIG. 図11中のXII−XII線上に沿った冷却部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cooling part along the XII-XII line | wire in FIG. この発明の実施の形態2における電気機器の冷却装置において、図2中の冷却部の構造を示す正面図である。In the cooling device of the electric equipment in Embodiment 2 of this invention, it is a front view which shows the structure of the cooling part in FIG. 図13中のXIV−XIV線上に沿った冷却部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cooling part along the XIV-XIV line | wire in FIG. 図13中の冷却部の変形例を示す正面図である。It is a front view which shows the modification of the cooling unit in FIG. 図15中の冷却部を示す背面図である。It is a rear view which shows the cooling part in FIG. 図15中のXVII−XVII線上に沿った冷却部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cooling part along the XVII-XVII line | wire in FIG. 車両に搭載されるバッテリの冷却装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cooling device of the battery mounted in a vehicle.

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.

(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1における電気機器の冷却装置が適用される車両を示す概略図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a vehicle to which a cooling device for electric equipment according to Embodiment 1 of the present invention is applied.

車両1000は、内燃機関であるエンジン100と、電動機である駆動ユニット200と、PCU(Power Control Unit)700と、走行用バッテリ400とを有し、エンジン100および駆動ユニット200を動力源とするハイブリッド自動車である。   A vehicle 1000 includes an engine 100 that is an internal combustion engine, a drive unit 200 that is an electric motor, a PCU (Power Control Unit) 700, and a traveling battery 400. The hybrid uses the engine 100 and the drive unit 200 as power sources. It is a car.

エンジン100は、ガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。駆動ユニット200は、エンジン100とともに車両1000を駆動する駆動力を発生させる。エンジン100および駆動ユニット200は、ともに車両1000のエンジンルーム内に設けられている。駆動ユニット200は、ケーブル500によりPCU700と電気的に接続されている。PCU700は、ケーブル600により走行用バッテリ400と電気的に接続されている。   Engine 100 may be a gasoline engine or a diesel engine. Drive unit 200 generates a driving force for driving vehicle 1000 together with engine 100. Engine 100 and drive unit 200 are both provided in the engine room of vehicle 1000. The drive unit 200 is electrically connected to the PCU 700 by a cable 500. PCU 700 is electrically connected to traveling battery 400 by cable 600.

図2は、この発明の実施の形態1における電気機器の冷却装置の構成を模式的に示す図である。   FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the cooling device for an electric device according to Embodiment 1 of the present invention.

図2を参照して、本実施の形態における電気機器の冷却装置は、蒸気圧縮式冷凍サイクル10を備える。蒸気圧縮式冷凍サイクル10は、たとえば、車室内の冷房を行なうために、車両1000に搭載されている。蒸気圧縮式冷凍サイクル10を用いた冷房は、たとえば、冷房を行なうためのスイッチがオンされた場合、または、自動的に車室内の温度を設定温度になるように調整する自動制御モードが選択されており、かつ、車室内の温度が設定温度よりも高い場合に行なわれる。   Referring to FIG. 2, the cooling device for electric equipment in the present embodiment includes a vapor compression refrigeration cycle 10. The vapor compression refrigeration cycle 10 is mounted on the vehicle 1000, for example, for cooling the passenger compartment. For cooling using the vapor compression refrigeration cycle 10, for example, when a switch for performing cooling is turned on, or an automatic control mode for automatically adjusting the temperature in the passenger compartment to a set temperature is selected. And when the temperature in the passenger compartment is higher than the set temperature.

蒸気圧縮式冷凍サイクル10は、圧縮機12と、第1熱交換器としての熱交換器14と、熱交換器15と、減圧器の一例としての膨張弁16と、第2熱交換器としての熱交換器18とを有する。蒸気圧縮式冷凍サイクル10は、熱交換器14と熱交換器15との間の冷媒の経路上に配置された気液分離器40を有する。   The vapor compression refrigeration cycle 10 includes a compressor 12, a heat exchanger 14 as a first heat exchanger, a heat exchanger 15, an expansion valve 16 as an example of a decompressor, and a second heat exchanger. And a heat exchanger 18. The vapor compression refrigeration cycle 10 includes a gas-liquid separator 40 disposed on a refrigerant path between the heat exchanger 14 and the heat exchanger 15.

圧縮機12は、車両に搭載されたモータまたはエンジンを動力源として作動し、冷媒ガスを断熱的に圧縮して過熱状態冷媒ガスとする。圧縮機12は、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の作動時に熱交換器18から流通する冷媒を吸入圧縮して、冷媒通路21に高温高圧の気相冷媒を吐出する。圧縮機12は、冷媒通路21に冷媒を吐出することで、蒸気圧縮式冷凍サイクル10に冷媒を循環させる。   The compressor 12 operates using a motor or engine mounted on the vehicle as a power source, and compresses the refrigerant gas in an adiabatic manner to form an overheated refrigerant gas. The compressor 12 sucks and compresses the refrigerant flowing from the heat exchanger 18 when the vapor compression refrigeration cycle 10 is operated, and discharges a high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant into the refrigerant passage 21. The compressor 12 circulates the refrigerant in the vapor compression refrigeration cycle 10 by discharging the refrigerant into the refrigerant passage 21.

熱交換器14,15は、圧縮機12において圧縮された過熱状態冷媒ガスを、外部媒体へ等圧的に放熱させて冷媒液とする。圧縮機12から吐出された高圧の気相冷媒は、熱交換器14,15において周囲に放熱し冷却されることによって、凝縮(液化)する。熱交換器14,15は、冷媒を流通するチューブと、チューブ内を流通する冷媒および熱交換器14,15の周囲の空気の間で熱交換するためのフィンとを有する。   The heat exchangers 14 and 15 dissipate the superheated refrigerant gas compressed in the compressor 12 isothermally to an external medium to obtain a refrigerant liquid. The high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the compressor 12 is condensed (liquefied) by releasing heat to the surroundings in the heat exchangers 14 and 15 and being cooled. The heat exchangers 14 and 15 have tubes that circulate the refrigerant, and fins for exchanging heat between the refrigerant that circulates in the tubes and the air around the heat exchangers 14 and 15.

熱交換器14,15は、冷却風と冷媒との間で、熱交換を行なう。冷却風は、車両の走行によって発生する自然の通風によって熱交換器14,15に供給されてもよい。冷却風は、コンデンサファン42もしくはエンジン冷却用のラジエータファンなどの冷却ファンからの強制通風によって熱交換器14,15に供給されてもよい。熱交換器14,15における熱交換によって、冷媒の温度は低下し冷媒は液化する。   The heat exchangers 14 and 15 exchange heat between the cooling air and the refrigerant. The cooling air may be supplied to the heat exchangers 14 and 15 by natural ventilation generated by traveling of the vehicle. The cooling air may be supplied to the heat exchangers 14 and 15 by forced ventilation from a cooling fan such as the condenser fan 42 or a radiator fan for cooling the engine. By the heat exchange in the heat exchangers 14 and 15, the temperature of the refrigerant is lowered and the refrigerant is liquefied.

膨張弁16は、冷媒通路25を流通する高圧の液相冷媒を小さな孔から噴射させることにより膨張させて、低温・低圧の霧状冷媒に変化させる。膨張弁16は、熱交換器14,15によって凝縮された冷媒液を減圧して、気液混合状態の湿り蒸気とする。なお、冷媒液を減圧するための減圧器は、絞り膨張する膨張弁16に限られず、毛細管であってもよい。   The expansion valve 16 expands by injecting a high-pressure liquid-phase refrigerant flowing through the refrigerant passage 25 from a small hole, and changes it into a low-temperature / low-pressure mist refrigerant. The expansion valve 16 depressurizes the refrigerant liquid condensed by the heat exchangers 14 and 15 to obtain wet steam in a gas-liquid mixed state. Note that the decompressor for decompressing the refrigerant liquid is not limited to the expansion valve 16 that is squeezed and expanded, and may be a capillary tube.

熱交換器18は、その内部を流通する霧状冷媒が気化することによって、熱交換器18に接触するように導入された周囲の空気の熱を吸収する。熱交換器18は、膨張弁16によって減圧された冷媒を用いて、冷媒の湿り蒸気が蒸発して冷媒ガスとなる際の気化熱を、車室内へ流通する空調用空気から吸収して、車室内の冷房を行なう。熱が熱交換器18に吸収されることにより温度が低下した空調用空気が車室内に再び戻されることによって、車室内の冷房が行なわれる。冷媒は、熱交換器18において周囲から吸熱し加熱される。   The heat exchanger 18 absorbs heat of ambient air introduced so as to come into contact with the heat exchanger 18 by vaporizing the mist refrigerant flowing through the heat exchanger 18. The heat exchanger 18 uses the refrigerant decompressed by the expansion valve 16 to absorb the heat of vaporization when the refrigerant's wet vapor evaporates into the refrigerant gas from the air-conditioning air flowing into the vehicle interior. Cool the room. The air-conditioning air whose temperature has been lowered by the heat being absorbed by the heat exchanger 18 is returned to the passenger compartment, thereby cooling the passenger compartment. The refrigerant absorbs heat from the surroundings in the heat exchanger 18 and is heated.

熱交換器18は、冷媒を流通するチューブと、チューブ内を流通する冷媒および熱交換器18の周囲の空気の間で熱交換するためのフィンとを有する。チューブ内には、湿り蒸気状態の冷媒が流通する。冷媒は、チューブ内を流通する際に、フィンを経由して車室内の空気の熱を蒸発潜熱として吸収することによって蒸発し、さらに顕熱によって過熱蒸気になる。気化した冷媒は、冷媒通路27を経由して圧縮機12へ流通する。圧縮機12は、熱交換器18から流通する冷媒を圧縮する。   The heat exchanger 18 has a tube that circulates the refrigerant, and fins that exchange heat between the refrigerant that circulates in the tube and the air around the heat exchanger 18. A wet steam refrigerant circulates in the tube. When the refrigerant circulates in the tube, the refrigerant evaporates by absorbing the heat of the air in the vehicle interior as latent heat of evaporation via the fins, and further becomes superheated steam by sensible heat. The vaporized refrigerant flows to the compressor 12 via the refrigerant passage 27. The compressor 12 compresses the refrigerant flowing from the heat exchanger 18.

蒸気圧縮式冷凍サイクル10は、圧縮機12と熱交換器14とを連通する冷媒通路21と、熱交換器14と熱交換器15とを連通する冷媒通路22,23,24と、熱交換器15と膨張弁16とを連通する冷媒通路25と、膨張弁16と熱交換器18とを連通する冷媒通路26と、熱交換器18と圧縮機12とを連通する冷媒通路27とを有する。   The vapor compression refrigeration cycle 10 includes a refrigerant passage 21 that communicates the compressor 12 and the heat exchanger 14, refrigerant passages 22, 23, and 24 that communicate the heat exchanger 14 and the heat exchanger 15, and a heat exchanger. 15 and a refrigerant passage 25 that communicates the expansion valve 16, a refrigerant passage 26 that communicates the expansion valve 16 and the heat exchanger 18, and a refrigerant passage 27 that communicates the heat exchanger 18 and the compressor 12.

冷媒通路21は、冷媒を圧縮機12から熱交換器14に流通させるための通路である。冷媒は、冷媒通路21を経由して、圧縮機12と熱交換器14との間を、圧縮機12の出口から熱交換器14の入口へ向かって流れる。冷媒通路22〜25は、冷媒を熱交換器14から膨張弁16に流通させるための通路である。冷媒は、冷媒通路22〜25を経由して、熱交換器14と膨張弁16との間を、熱交換器14の出口から膨張弁16の入口へ向かって流れる。   The refrigerant passage 21 is a passage for circulating the refrigerant from the compressor 12 to the heat exchanger 14. The refrigerant flows between the compressor 12 and the heat exchanger 14 from the outlet of the compressor 12 toward the inlet of the heat exchanger 14 via the refrigerant passage 21. The refrigerant passages 22 to 25 are passages for circulating the refrigerant from the heat exchanger 14 to the expansion valve 16. The refrigerant flows between the heat exchanger 14 and the expansion valve 16 from the outlet of the heat exchanger 14 toward the inlet of the expansion valve 16 via the refrigerant passages 22 to 25.

冷媒通路26は、冷媒を膨張弁16から熱交換器18に流通させるための通路である。冷媒は、冷媒通路26を経由して、膨張弁16と熱交換器18との間を、膨張弁16の出口から熱交換器18の入口へ向かって流れる。冷媒通路27は、冷媒を熱交換器18から圧縮機12に流通させるための通路である。冷媒は、冷媒通路27を経由して、熱交換器18と圧縮機12との間を、熱交換器18の出口から圧縮機12の入口へ向かって流れる。   The refrigerant passage 26 is a passage for circulating the refrigerant from the expansion valve 16 to the heat exchanger 18. The refrigerant flows between the expansion valve 16 and the heat exchanger 18 from the outlet of the expansion valve 16 toward the inlet of the heat exchanger 18 via the refrigerant passage 26. The refrigerant passage 27 is a passage for circulating the refrigerant from the heat exchanger 18 to the compressor 12. The refrigerant flows between the heat exchanger 18 and the compressor 12 from the outlet of the heat exchanger 18 toward the inlet of the compressor 12 via the refrigerant passage 27.

蒸気圧縮式冷凍サイクル10は、圧縮機12、熱交換器14,15、膨張弁16および熱交換器18が、冷媒通路21〜27によって連結されて構成される。なお、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の冷媒としては、たとえば二酸化炭素、プロパンやイソブタンなどの炭化水素、アンモニア、フロン類または水などを用いることができる。   The vapor compression refrigeration cycle 10 is configured by connecting a compressor 12, heat exchangers 14 and 15, an expansion valve 16, and a heat exchanger 18 through refrigerant passages 21 to 27. As the refrigerant of the vapor compression refrigeration cycle 10, for example, carbon dioxide, hydrocarbons such as propane and isobutane, ammonia, chlorofluorocarbons or water can be used.

気液分離器40は、熱交換器14と熱交換器15との間の冷媒の経路上に設けられている。気液分離器40は、熱交換器14から流出する冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する。気液分離器40の内部には、液相冷媒である冷媒液と、気相冷媒である冷媒蒸気とが蓄蔵されている。気液分離器40には、冷媒通路22,23と、冷媒通路34とが連結されている。   The gas-liquid separator 40 is provided on the refrigerant path between the heat exchanger 14 and the heat exchanger 15. The gas-liquid separator 40 separates the refrigerant flowing out from the heat exchanger 14 into a gas phase refrigerant and a liquid phase refrigerant. Inside the gas-liquid separator 40, a refrigerant liquid that is a liquid phase refrigerant and a refrigerant vapor that is a gas phase refrigerant are stored. Refrigerant passages 22 and 23 and a refrigerant passage 34 are connected to the gas-liquid separator 40.

熱交換器14の出口側において冷媒は、飽和液と飽和蒸気とが混合した気液二相状態の湿り蒸気の状態にある。熱交換器14から流出した冷媒は、冷媒通路22を通って気液分離器40へ供給される。冷媒通路22から気液分離器40へ流入する気液二相状態の冷媒は、気液分離器40の内部において気相と液相とに分離される。気液分離器40は、熱交換器14によって凝縮された冷媒を液体状の冷媒液とガス状の冷媒蒸気とに分離して、一時的に蓄える。   On the outlet side of the heat exchanger 14, the refrigerant is in a gas-liquid two-phase wet steam state in which a saturated liquid and a saturated steam are mixed. The refrigerant that has flowed out of the heat exchanger 14 is supplied to the gas-liquid separator 40 through the refrigerant passage 22. The gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the gas-liquid separator 40 from the refrigerant passage 22 is separated into a gas phase and a liquid phase inside the gas-liquid separator 40. The gas-liquid separator 40 separates the refrigerant condensed by the heat exchanger 14 into a liquid refrigerant liquid and a gaseous refrigerant vapor and temporarily stores them.

分離された冷媒液は、冷媒通路34を経由して、気液分離器40の外部へ流出する。気液分離器40内の液相中に配置された冷媒通路34の端部は、液相冷媒の気液分離器40からの流出口を形成する。分離された冷媒蒸気は、冷媒通路23を経由して、気液分離器40の外部へ流出する。気液分離器40内の気相中に配置された冷媒通路23の端部は、気相冷媒の気液分離器40からの流出口を形成する。気液分離器40から導出された気相の冷媒蒸気は、第3熱交換器としての熱交換器15において周囲に放熱し冷却されることによって、凝縮する。   The separated refrigerant liquid flows out of the gas-liquid separator 40 via the refrigerant passage 34. The end of the refrigerant passage 34 disposed in the liquid phase in the gas-liquid separator 40 forms an outlet for the liquid-phase refrigerant from the gas-liquid separator 40. The separated refrigerant vapor flows out of the gas-liquid separator 40 via the refrigerant passage 23. An end portion of the refrigerant passage 23 arranged in the gas phase in the gas-liquid separator 40 forms an outlet from the gas-liquid separator 40 for the gas-phase refrigerant. The vapor-phase refrigerant vapor derived from the gas-liquid separator 40 is condensed by releasing heat to the surroundings and cooling in the heat exchanger 15 as the third heat exchanger.

気液分離器40の内部では、冷媒液が下側、冷媒蒸気が上側に溜まる。気液分離器40から冷媒液を導出する冷媒通路34の端部は、気液分離器40の底部に連結されている。冷媒通路34を経由して、気液分離器40の底側から冷媒液のみが気液分離器40の外部へ送り出される。気液分離器40から冷媒蒸気を導出する冷媒通路23の端部は、気液分離器40の天井部に連結されている。冷媒通路23を経由して、気液分離器40の天井側から冷媒蒸気のみが気液分離器40の外部へ送り出される。これにより、気液分離器40は、気相冷媒と液相冷媒との分離を確実に行なうことができる。   Inside the gas-liquid separator 40, the refrigerant liquid accumulates on the lower side and the refrigerant vapor accumulates on the upper side. The end portion of the refrigerant passage 34 for leading the refrigerant liquid from the gas-liquid separator 40 is connected to the bottom of the gas-liquid separator 40. Only the refrigerant liquid is sent out of the gas-liquid separator 40 from the bottom side of the gas-liquid separator 40 via the refrigerant passage 34. The end portion of the refrigerant passage 23 for leading the refrigerant vapor from the gas-liquid separator 40 is connected to the ceiling portion of the gas-liquid separator 40. Only the refrigerant vapor is sent out of the gas-liquid separator 40 from the ceiling side of the gas-liquid separator 40 via the refrigerant passage 23. As a result, the gas-liquid separator 40 can reliably separate the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant.

熱交換器14の出口から膨張弁16の入口へ向かって流れる冷媒が流通する経路は、熱交換器14の出口側から気液分離器40へ至る冷媒通路22と、気液分離器40から冷媒蒸気を流出させ、後述する流量調整弁28を経由する冷媒通路23と、熱交換器15の入口側へ連結される冷媒通路24と、熱交換器15の出口側から冷媒を膨張弁16へ流通させる冷媒通路25とを有する。冷媒通路23は、気液分離器40で分離された気相冷媒が流れるための通路である。   The path through which the refrigerant flowing from the outlet of the heat exchanger 14 toward the inlet of the expansion valve 16 flows is the refrigerant passage 22 extending from the outlet side of the heat exchanger 14 to the gas-liquid separator 40 and from the gas-liquid separator 40 to the refrigerant. The refrigerant flows into the expansion valve 16 from the outlet side of the heat exchanger 15, the refrigerant passage 23 connected to the inlet side of the heat exchanger 15, and the refrigerant passage 23 through which the steam flows out and flows through the flow rate adjusting valve 28 described later. And a refrigerant passage 25 to be made. The refrigerant passage 23 is a passage through which the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 40 flows.

熱交換器14と熱交換器15との間を流通する冷媒の経路は、気液分離器40と冷却部30とを連通する冷媒通路34と、冷却部30と冷媒通路24とを連通する冷媒通路36とを有する。冷媒通路34を経由して、気液分離器40から冷却部30へ冷媒液が流れる。冷却部30を通過した冷媒は、冷媒通路36を経由して、冷媒通路24へ戻る。冷却部30は、熱交換器14から熱交換器15へ向けて流れる冷媒の経路上に設けられている。   The refrigerant path that flows between the heat exchanger 14 and the heat exchanger 15 includes a refrigerant passage 34 that communicates the gas-liquid separator 40 and the cooling unit 30, and a refrigerant that communicates the cooling unit 30 and the refrigerant passage 24. And a passage 36. The refrigerant liquid flows from the gas-liquid separator 40 to the cooling unit 30 via the refrigerant passage 34. The refrigerant that has passed through the cooling unit 30 returns to the refrigerant passage 24 via the refrigerant passage 36. The cooling unit 30 is provided on a refrigerant path that flows from the heat exchanger 14 toward the heat exchanger 15.

図2に示すD点は、冷媒通路23と冷媒通路24と冷媒通路36との連結点を示す。つまり、D点は、冷媒通路23の下流側(熱交換器15に近接する側)の端部、冷媒通路24の上流側(熱交換器14に近接する側)の端部、および、冷媒通路36の下流側の端部を示す。冷媒通路23は、気液分離器40から膨張弁16へ向かう冷媒が流通する経路の、気液分離器40からD点へ至る一部を形成する。   A point D shown in FIG. 2 indicates a connection point of the refrigerant passage 23, the refrigerant passage 24, and the refrigerant passage 36. That is, point D is an end on the downstream side (side close to the heat exchanger 15) of the refrigerant passage 23, an end on the upstream side (side close to the heat exchanger 14) of the refrigerant passage 24, and the refrigerant passage. The downstream end of 36 is shown. The refrigerant passage 23 forms a part of the path through which the refrigerant from the gas-liquid separator 40 to the expansion valve 16 flows, from the gas-liquid separator 40 to the point D.

本実施の形態における電気機器の冷却装置は、冷媒通路23と並列に配置された冷媒の経路を備え、冷却部30は、当該冷媒の経路上に設けられている。冷却部30は、熱交換器14と膨張弁16との間を気液分離器40から熱交換器15へ向けて流れる冷媒の経路において並列に接続された複数の通路のうちの、一方に設けられている。冷却部30は、車両に搭載される電気機器であるEV(Electric Vehicle)機器31と、車室空調用の冷媒が流通する冷媒通路32とを有する。EV機器31は、その運動時に発熱する発熱源を含む。冷媒通路32の一方の端部は、冷媒通路34に接続される。冷媒通路32の他方の端部は、冷媒通路36に接続される。   The electric device cooling apparatus according to the present embodiment includes a refrigerant path arranged in parallel with the refrigerant path 23, and the cooling unit 30 is provided on the refrigerant path. The cooling unit 30 is provided in one of a plurality of passages connected in parallel in the path of the refrigerant flowing between the heat exchanger 14 and the expansion valve 16 from the gas-liquid separator 40 toward the heat exchanger 15. It has been. The cooling unit 30 includes an EV (Electric Vehicle) device 31 that is an electric device mounted on the vehicle, and a refrigerant passage 32 through which a refrigerant for air conditioning of the passenger compartment flows. The EV device 31 includes a heat source that generates heat during the exercise. One end of the refrigerant passage 32 is connected to the refrigerant passage 34. The other end of the refrigerant passage 32 is connected to the refrigerant passage 36.

気液分離器40と図2に示すD点との間の冷媒通路23に並列に接続された冷媒の経路は、冷却部30よりも上流側(気液分離器40に近接する側)の冷媒通路34と、冷却部30に含まれる冷媒通路32と、冷却部30よりも下流側(熱交換器15に近接する側)の冷媒通路36とを有する。冷媒通路34は、気液分離器40から冷却部30に、液相の冷媒を流通させるための通路である。冷媒通路36は、冷却部30からD点に冷媒を流通させるための通路である。D点は、冷媒通路23,24と、冷媒通路36との分岐点である。   The refrigerant path connected in parallel to the refrigerant passage 23 between the gas-liquid separator 40 and the point D shown in FIG. 2 is the refrigerant on the upstream side (the side close to the gas-liquid separator 40) from the cooling unit 30. The passage 34, the refrigerant passage 32 included in the cooling unit 30, and the refrigerant passage 36 on the downstream side (side closer to the heat exchanger 15) than the cooling unit 30. The refrigerant passage 34 is a passage through which a liquid-phase refrigerant flows from the gas-liquid separator 40 to the cooling unit 30. The refrigerant passage 36 is a passage for circulating the refrigerant from the cooling unit 30 to the point D. Point D is a branch point between the refrigerant passages 23 and 24 and the refrigerant passage 36.

気液分離器40から流出した冷媒液は、冷媒通路34を経由して、冷却部30へ向かって流通する。冷却部30へ流通し、冷媒通路32を経由して流れる冷媒は、電気機器としてのEV機器31に含まれる発熱源から熱を奪って、EV機器31を冷却させる。冷却部30は、気液分離器40において分離され冷媒通路34を経由して冷媒通路32へ流れる液相の冷媒を用いて、EV機器31を冷却する。冷却部30において、冷媒通路32内を流通する冷媒と、EV機器31に含まれる発熱源とが熱交換することにより、EV機器31は冷却され、冷媒は加熱される。冷媒はさらに冷媒通路36を経由して冷却部30からD点へ向かって流通し、冷媒通路24を経由して熱交換器15へ至る。   The refrigerant liquid that has flowed out of the gas-liquid separator 40 flows through the refrigerant passage 34 toward the cooling unit 30. The refrigerant flowing to the cooling unit 30 and flowing via the refrigerant passage 32 takes heat from the heat source included in the EV device 31 as an electric device, and cools the EV device 31. The cooling unit 30 cools the EV device 31 using a liquid-phase refrigerant separated in the gas-liquid separator 40 and flowing to the refrigerant passage 32 via the refrigerant passage 34. In the cooling unit 30, the refrigerant flowing through the refrigerant passage 32 and the heat source included in the EV device 31 exchange heat, whereby the EV device 31 is cooled and the refrigerant is heated. The refrigerant further flows from the cooling unit 30 toward the point D via the refrigerant passage 36 and reaches the heat exchanger 15 via the refrigerant passage 24.

冷却部30は、冷媒通路32においてEV機器31と冷媒との間で熱交換が可能な構造を有するように設けられる。冷却部30の構造については後で詳細に説明する。   The cooling unit 30 is provided so as to have a structure capable of exchanging heat between the EV device 31 and the refrigerant in the refrigerant passage 32. The structure of the cooling unit 30 will be described later in detail.

EV機器31は、冷媒通路32の外部に配置される。この場合、冷媒通路32の内部を流通する冷媒の流れにEV機器31が干渉することはない。このため、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の圧力損失は増大しないので、圧縮機12の動力を増大させることなく、EV機器31を冷却することができる。   The EV device 31 is disposed outside the refrigerant passage 32. In this case, the EV device 31 does not interfere with the flow of the refrigerant flowing through the refrigerant passage 32. For this reason, since the pressure loss of the vapor compression refrigeration cycle 10 does not increase, the EV device 31 can be cooled without increasing the power of the compressor 12.

EV機器31は、電力の授受によって発熱を伴う電気機器である。電気機器は、たとえば、直流電力を交流電力に変換するためのインバータ、回転電機であるモータジェネレータ、蓄電装置であるバッテリ、バッテリの電圧を昇圧させるための昇圧コンバータ、バッテリの電圧を降圧するためのDC/DCコンバータなどの、少なくともいずれか一つを含む。バッテリは、リチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池等の二次電池である。バッテリに代えてキャパシタが用いられてもよい。   The EV device 31 is an electrical device that generates heat when power is transferred. The electrical equipment includes, for example, an inverter for converting DC power to AC power, a motor generator that is a rotating electrical machine, a battery that is a power storage device, a boost converter that boosts the voltage of the battery, and a voltage that lowers the voltage of the battery. It includes at least one of a DC / DC converter and the like. The battery is a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery. A capacitor may be used instead of the battery.

熱交換器18は、空気が流通するダクト90の内部に配置されている。熱交換器18は、冷媒とダクト90内を流通する空調用空気との間で熱交換して、空調用空気の温度を調節する。ダクト90は、ダクト90に空調用空気が流入する入口であるダクト入口91と、ダクト90から空調用空気が流出する出口であるダクト出口92とを有する。ダクト90の内部の、ダクト入口91の近傍には、ファン93が配置されている。   The heat exchanger 18 is disposed inside a duct 90 through which air flows. The heat exchanger 18 exchanges heat between the refrigerant and the air-conditioning air flowing through the duct 90 to adjust the temperature of the air-conditioning air. The duct 90 has a duct inlet 91 that is an inlet through which air-conditioning air flows into the duct 90 and a duct outlet 92 that is an outlet through which air-conditioning air flows out from the duct 90. A fan 93 is disposed in the vicinity of the duct inlet 91 inside the duct 90.

ファン93が駆動することにより、ダクト90内に空気が流通する。ファン93が稼働すると、ダクト入口91を経由してダクト90の内部へ空調用空気が流入する。ダクト90へ流入する空気は、外気であってもよく、車両の室内の空気であってもよい。図2中の矢印95は、熱交換器18を経由して流通し、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の冷媒と熱交換する空調用空気の流れを示す。冷房運転時には、熱交換器18において空調用空気が冷却され、冷媒は空調用空気からの熱伝達を受けて加熱される。矢印96は、熱交換器18で温度調節され、ダクト出口92を経由してダクト90から流出する、空調用空気の流れを示す。   When the fan 93 is driven, air flows in the duct 90. When the fan 93 is in operation, air for air conditioning flows into the duct 90 via the duct inlet 91. The air flowing into the duct 90 may be outside air or air in the vehicle interior. An arrow 95 in FIG. 2 indicates the flow of air-conditioning air that circulates through the heat exchanger 18 and exchanges heat with the refrigerant of the vapor compression refrigeration cycle 10. During the cooling operation, the air-conditioning air is cooled in the heat exchanger 18, and the refrigerant is heated by receiving heat transfer from the air-conditioning air. An arrow 96 indicates the flow of air-conditioning air that is temperature-adjusted by the heat exchanger 18 and flows out of the duct 90 via the duct outlet 92.

冷媒は、圧縮機12と熱交換器14,15と膨張弁16と熱交換器18とが冷媒通路21〜27によって順次接続された冷媒循環流路を通って、蒸気圧縮式冷凍サイクル10内を循環する。蒸気圧縮式冷凍サイクル10内を、図2に示すA点、B点、C点、D点、E点およびF点を順に通過するように冷媒が流れ、圧縮機12と熱交換器14,15と膨張弁16と熱交換器18とに冷媒が循環する。   The refrigerant passes through the refrigerant circulation passage in which the compressor 12, the heat exchangers 14 and 15, the expansion valve 16, and the heat exchanger 18 are sequentially connected by the refrigerant passages 21 to 27, and passes through the vapor compression refrigeration cycle 10. Circulate. The refrigerant flows through the vapor compression refrigeration cycle 10 through the points A, B, C, D, E, and F shown in FIG. 2 in order, and the compressor 12 and the heat exchangers 14 and 15 The refrigerant circulates through the expansion valve 16 and the heat exchanger 18.

図3は、図2中の蒸気圧縮式冷凍サイクルにおける冷媒の状態を示すモリエル線図である。図3中の横軸は、冷媒の比エンタルピーを示し、縦軸は、冷媒の絶対圧力を示す。比エンタルピーの単位はkJ/kgであり、絶対圧力の単位はMPaである。図中の曲線は、冷媒の飽和蒸気線および飽和液線である。   FIG. 3 is a Mollier diagram showing the state of the refrigerant in the vapor compression refrigeration cycle in FIG. 2. The horizontal axis in FIG. 3 indicates the specific enthalpy of the refrigerant, and the vertical axis indicates the absolute pressure of the refrigerant. The unit of specific enthalpy is kJ / kg, and the unit of absolute pressure is MPa. The curves in the figure are the saturated vapor line and saturated liquid line of the refrigerant.

図3中には、熱交換器14の出口の冷媒通路22から気液分離器40を経由して冷媒通路34へ流入し、EV機器31を冷却し、冷媒通路36からD点を経由して熱交換器15の入口の冷媒通路24へ戻る、蒸気圧縮式冷凍サイクル10中の各点(すなわちA,B,C,D,EおよびF点)における冷媒の熱力学状態が示される。このときの冷媒が流れる経路、すなわち冷媒通路21、冷媒通路22、冷媒通路34、冷媒通路36および冷媒通路24〜27は、第1通路を形成する。   In FIG. 3, the refrigerant flows from the refrigerant passage 22 at the outlet of the heat exchanger 14 into the refrigerant passage 34 via the gas-liquid separator 40, cools the EV device 31, and passes through the point D from the refrigerant passage 36. The thermodynamic state of the refrigerant at each point in the vapor compression refrigeration cycle 10 (ie, points A, B, C, D, E, and F) returning to the refrigerant passage 24 at the inlet of the heat exchanger 15 is shown. The path through which the refrigerant flows, that is, the refrigerant path 21, the refrigerant path 22, the refrigerant path 34, the refrigerant path 36, and the refrigerant paths 24 to 27 form a first path.

図3を参照して、圧縮機12に吸入された過熱蒸気状態の冷媒(A点)は、圧縮機12において等比エントロピー線に沿って断熱圧縮される。圧縮するに従って冷媒の圧力と温度とが上昇し、高温高圧の過熱度の大きい過熱蒸気になって(B点)、冷媒は熱交換器14へと流れる。圧縮機12から吐出された気相冷媒は、熱交換器14において周囲に放熱し冷却されることによって、凝縮(液化)する。熱交換器14における外気との熱交換によって、冷媒の温度は低下し冷媒は液化する。熱交換器14へ入った高圧の冷媒蒸気は、熱交換器14において等圧のまま過熱蒸気から乾き飽和蒸気になり、凝縮潜熱を放出し徐々に液化して気液混合状態の湿り蒸気になる。気液二相状態である冷媒のうち、凝縮した冷媒は飽和液の状態である(C点)。   Referring to FIG. 3, the superheated vapor refrigerant (point A) sucked into compressor 12 is adiabatically compressed along isoentropic lines in compressor 12. As the compressor is compressed, the pressure and temperature of the refrigerant rise and become high-temperature and high-pressure superheated steam with a high degree of superheat (point B), and the refrigerant flows to the heat exchanger 14. The gas-phase refrigerant discharged from the compressor 12 is condensed (liquefied) by releasing heat to the surroundings in the heat exchanger 14 and being cooled. By the heat exchange with the outside air in the heat exchanger 14, the temperature of the refrigerant decreases and the refrigerant liquefies. The high-pressure refrigerant vapor that has entered the heat exchanger 14 changes from superheated steam to dry saturated vapor while maintaining the same pressure in the heat exchanger 14, releases latent heat of condensation, gradually liquefies, and becomes wet vapor in a gas-liquid mixed state. . Of the refrigerant in the gas-liquid two-phase state, the condensed refrigerant is in a saturated liquid state (point C).

冷媒は気液分離器40において気相冷媒と液相冷媒とに分離される。気液分離された冷媒のうち、液相の冷媒液が、気液分離器40から冷媒通路34を経由して冷却部30の冷媒通路32へ流れ、EV機器31を冷却する。冷却部30において、熱交換器14を通過して凝縮された飽和液状態の液冷媒に熱を放出することで、EV機器31が冷却される。EV機器31との熱交換により、冷媒が加熱され、冷媒の乾き度が増大する。冷媒は、EV機器31から潜熱を受け取って一部気化することにより、飽和液と飽和蒸気とが混合した湿り蒸気となる(D点)。   The refrigerant is separated into a gas phase refrigerant and a liquid phase refrigerant in the gas-liquid separator 40. Among the gas-liquid separated refrigerant, the liquid-phase refrigerant liquid flows from the gas-liquid separator 40 through the refrigerant passage 34 to the refrigerant passage 32 of the cooling unit 30 to cool the EV device 31. In the cooling unit 30, the EV device 31 is cooled by releasing heat to the liquid refrigerant in the saturated liquid state that is condensed after passing through the heat exchanger 14. By the heat exchange with the EV device 31, the refrigerant is heated and the dryness of the refrigerant increases. The refrigerant receives the latent heat from the EV device 31 and partially evaporates to become wet steam in which the saturated liquid and saturated steam are mixed (point D).

その後冷媒は、熱交換器15に流入する。冷媒の湿り蒸気は、熱交換器15において外気と熱交換して冷却されることにより再度凝縮され、冷媒の全部が凝縮すると飽和液になり、さらに顕熱を放出して過冷却された過冷却液になる(E点)。その後冷媒は、冷媒通路25を経由して膨張弁16に流入する。膨張弁16において、過冷却液状態の冷媒は絞り膨張され、比エンタルピーは変化せず温度と圧力とが低下して、低温低圧の気液混合状態の湿り蒸気となる(F点)。   Thereafter, the refrigerant flows into the heat exchanger 15. The wet steam of the refrigerant is condensed again by exchanging heat with the outside air in the heat exchanger 15 and is condensed again. When all of the refrigerant is condensed, it becomes a saturated liquid and further subcooled by releasing sensible heat. Become liquid (point E). Thereafter, the refrigerant flows into the expansion valve 16 via the refrigerant passage 25. In the expansion valve 16, the refrigerant in the supercooled liquid state is squeezed and expanded, the specific enthalpy does not change, the temperature and pressure are reduced, and the low temperature and low pressure gas-liquid mixed vapor is obtained (point F).

膨張弁16から出た湿り蒸気状態の冷媒は、冷媒通路26を経由して熱交換器18へ流入する。熱交換器18のチューブ内には、湿り蒸気状態の冷媒が流入する。冷媒は、熱交換器18のチューブ内を流通する際に、フィンを経由して車両の室内の空気の熱を蒸発潜熱として吸収することによって、等圧のまま蒸発する。全ての冷媒が乾き飽和蒸気になると、さらに顕熱によって冷媒蒸気は温度上昇して、過熱蒸気となる(A点)。その後、冷媒は、冷媒通路27を経由して圧縮機12に吸入される。圧縮機12は、熱交換器18から流通する冷媒を圧縮する。   The wet steam refrigerant that has flowed out of the expansion valve 16 flows into the heat exchanger 18 via the refrigerant passage 26. A wet steam refrigerant flows into the tube of the heat exchanger 18. When the refrigerant circulates in the tube of the heat exchanger 18, it absorbs the heat of the air in the vehicle interior via the fins as latent heat of vaporization, and evaporates at a constant pressure. When all the refrigerants are dry and become saturated vapor, the temperature of the refrigerant vapor further rises due to sensible heat and becomes superheated vapor (point A). Thereafter, the refrigerant is sucked into the compressor 12 via the refrigerant passage 27. The compressor 12 compresses the refrigerant flowing from the heat exchanger 18.

冷媒はこのようなサイクルに従って、圧縮、凝縮、絞り膨張、蒸発の状態変化を連続的に繰り返す。なお、上述した蒸気圧縮式冷凍サイクルの説明では、理論冷凍サイクルについて説明しているが、実際の蒸気圧縮式冷凍サイクル10では、圧縮機12における損失、冷媒の圧力損失および熱損失を考慮する必要があるのは勿論である。   In accordance with such a cycle, the refrigerant continuously repeats the compression, condensation, throttle expansion, and evaporation state changes. In the above description of the vapor compression refrigeration cycle, the theoretical refrigeration cycle is described. However, in the actual vapor compression refrigeration cycle 10, it is necessary to consider the loss in the compressor 12, the pressure loss of the refrigerant, and the heat loss. Of course there is.

蒸気圧縮式冷凍サイクル10の運転中に、冷媒は、蒸発器として作用する熱交換器18において蒸発する際に気化熱を車両の室内の空気から吸収して、車室内の冷房を行なう。加えて、熱交換器14から流出し気液分離器40で気液分離された高圧の液冷媒が冷却部30へ流通し、EV機器31と熱交換することでEV機器31を冷却する。本実施の形態における電気機器の冷却装置は、車両に搭載された発熱源であるEV機器31を、車室内の空調用の蒸気圧縮式冷凍サイクル10を利用して、冷却する。なお、EV機器31を冷却するために必要とされる温度は、少なくともEV機器31の温度範囲として目標となる温度範囲の上限値よりも低い温度であることが望ましい。   During the operation of the vapor compression refrigeration cycle 10, the refrigerant absorbs heat of vaporization from the air in the vehicle interior when evaporating in the heat exchanger 18 acting as an evaporator, thereby cooling the vehicle interior. In addition, the high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the heat exchanger 14 and separated into gas and liquid by the gas-liquid separator 40 flows to the cooling unit 30, and heat-exchanges with the EV device 31 to cool the EV device 31. The electric device cooling apparatus according to the present embodiment cools an EV device 31 that is a heat source mounted on a vehicle by using a vapor compression refrigeration cycle 10 for air conditioning in a passenger compartment. The temperature required for cooling the EV device 31 is desirably a temperature lower than the upper limit value of the target temperature range as the temperature range of the EV device 31.

熱交換器18において被冷却部を冷却するために設けられた蒸気圧縮式冷凍サイクル10を利用して、EV機器31の冷却が行なわれるので、EV機器31の冷却のために、専用の水循環ポンプまたは冷却ファンなどの機器を設ける必要はない。このため、EV機器31の冷却装置のために必要な構成を低減でき、装置構成を単純にできるので、冷却装置の製造コストを低減することができる。加えて、EV機器31の冷却のためにポンプや冷却ファンなどの動力源を運転する必要がなく、動力源を運転するための消費動力を必要としない。したがって、EV機器31の冷却のための消費動力を低減することができる。   Since the EV equipment 31 is cooled using the vapor compression refrigeration cycle 10 provided to cool the part to be cooled in the heat exchanger 18, a dedicated water circulation pump is used to cool the EV equipment 31. Or it is not necessary to provide equipment, such as a cooling fan. For this reason, since a structure required for the cooling device of the EV equipment 31 can be reduced and the device structure can be simplified, the manufacturing cost of the cooling device can be reduced. In addition, it is not necessary to operate a power source such as a pump or a cooling fan for cooling the EV device 31, and power consumption for operating the power source is not required. Therefore, power consumption for cooling the EV device 31 can be reduced.

熱交換器14では、冷媒を湿り蒸気の状態にまで冷却すればよく、気液混合状態の冷媒は気液分離器40により分離され、飽和液状態の冷媒液のみが冷却部30へ供給される。EV機器31から蒸発潜熱を受け取り一部気化した湿り蒸気の状態の冷媒は、熱交換器15で再度冷却される。湿り蒸気状態の冷媒を凝縮させ完全に飽和液にするまで、冷媒は一定の温度で状態変化する。熱交換器15はさらに、車両の室内の冷房のために必要な程度の過冷却度にまで、液相冷媒を過冷却する。冷媒の過冷却度を過度に大きくする必要がないので、熱交換器14,15の容量を低減することができる。したがって、車室用の冷房能力を確保でき、かつ、熱交換器14,15のサイズを低減することができるので小型化され車載用に有利な、電気機器の冷却装置を得ることができる。   In the heat exchanger 14, it is only necessary to cool the refrigerant to a wet steam state, the refrigerant in the gas-liquid mixed state is separated by the gas-liquid separator 40, and only the refrigerant liquid in the saturated liquid state is supplied to the cooling unit 30. . The refrigerant in the state of wet steam that has received the latent heat of vaporization from the EV device 31 and is partially vaporized is cooled again by the heat exchanger 15. The refrigerant changes its state at a constant temperature until the wet vapor state refrigerant is condensed and completely saturated. The heat exchanger 15 further subcools the liquid refrigerant to a degree of supercooling necessary for cooling the vehicle interior. Since it is not necessary to excessively increase the degree of supercooling of the refrigerant, the capacity of the heat exchangers 14 and 15 can be reduced. Therefore, the cooling capacity for the passenger compartment can be ensured, and the size of the heat exchangers 14 and 15 can be reduced, so that a cooling device for electric equipment that is downsized and advantageous for in-vehicle use can be obtained.

熱交換器14の出口から膨張弁16の入口へ向かう冷媒の経路の一部を形成する冷媒通路23は、熱交換器14と熱交換器15との間に設けられている。気液分離器40から膨張弁16へ向かう冷媒が流通する経路として、冷却部30を通過しない経路である冷媒通路23と、冷却部30を経由してEV機器31を冷却する冷媒の経路である冷媒通路34,36および冷媒通路32とが並列に設けられる。冷媒通路34,36を含むEV機器31の冷却系は、冷媒通路23と並列に接続されている。このため、熱交換器14から流出した冷媒の一部のみが、冷却部30へ流れる。EV機器31の冷却のために必要な量の冷媒を冷却部30へ流通させ、EV機器31は適切に冷却される。したがって、EV機器31が過冷却されることを防止できる。   A refrigerant passage 23 that forms a part of the refrigerant path from the outlet of the heat exchanger 14 to the inlet of the expansion valve 16 is provided between the heat exchanger 14 and the heat exchanger 15. The refrigerant flow from the gas-liquid separator 40 to the expansion valve 16 is a refrigerant path 23 that is a path that does not pass through the cooling unit 30 and a refrigerant path that cools the EV device 31 via the cooling unit 30. The refrigerant passages 34 and 36 and the refrigerant passage 32 are provided in parallel. The cooling system of the EV device 31 including the refrigerant passages 34 and 36 is connected in parallel with the refrigerant passage 23. For this reason, only a part of the refrigerant that has flowed out of the heat exchanger 14 flows to the cooling unit 30. An amount of refrigerant necessary for cooling the EV device 31 is circulated to the cooling unit 30, and the EV device 31 is appropriately cooled. Therefore, it is possible to prevent the EV device 31 from being overcooled.

熱交換器14から直接、熱交換器15へ流れる冷媒の経路と、熱交換器14から冷却部30を経由して熱交換器15へ流れる冷媒の経路とを並列に設け、一部の冷媒のみを冷媒通路34,36へ流通させることで、EV機器31の冷却系に冷媒が流れる際の圧力損失を低減することができる。全ての冷媒が冷却部30に流れないため、冷却部30を経由する冷媒の流通に係る圧力損失を低減することができ、それに伴い、冷媒を循環させるための圧縮機12の運転に必要な消費電力を低減することができる。   A refrigerant path flowing directly from the heat exchanger 14 to the heat exchanger 15 and a refrigerant path flowing from the heat exchanger 14 to the heat exchanger 15 via the cooling unit 30 are provided in parallel, and only a part of the refrigerant is provided. Is allowed to flow through the refrigerant passages 34 and 36, so that pressure loss when the refrigerant flows into the cooling system of the EV device 31 can be reduced. Since all the refrigerant does not flow to the cooling unit 30, it is possible to reduce pressure loss related to the circulation of the refrigerant passing through the cooling unit 30, and accordingly, consumption necessary for the operation of the compressor 12 for circulating the refrigerant. Electric power can be reduced.

膨張弁16を通過した後の低温低圧の冷媒をEV機器31の冷却に使用すると、熱交換器18における車室内の空気の冷却能力が減少して、車室用の冷房能力が低下する。これに対し、本実施の形態における電気機器の冷却装置では、蒸気圧縮式冷凍サイクル10において、圧縮機12から吐出された高圧の冷媒は、第1の凝縮器としての熱交換器14と、第2の凝縮器としての熱交換器15との両方によって凝縮される。圧縮機12と膨張弁16との間に二段の熱交換器14,15を配置し、EV機器31を冷却する冷却部30は、熱交換器14と熱交換器15との間に設けられている。熱交換器15は、冷却部30から膨張弁16に向けて流れる冷媒の経路上に設けられている。   When the low-temperature and low-pressure refrigerant that has passed through the expansion valve 16 is used for cooling the EV device 31, the cooling capacity of the air in the passenger compartment in the heat exchanger 18 decreases, and the cooling capacity for the passenger compartment decreases. In contrast, in the electrical apparatus cooling apparatus according to the present embodiment, in the vapor compression refrigeration cycle 10, the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 12 is converted into a heat exchanger 14 as a first condenser, It is condensed by both the heat exchanger 15 as a second condenser. The two-stage heat exchangers 14 and 15 are disposed between the compressor 12 and the expansion valve 16, and the cooling unit 30 that cools the EV device 31 is provided between the heat exchanger 14 and the heat exchanger 15. ing. The heat exchanger 15 is provided on the path of the refrigerant that flows from the cooling unit 30 toward the expansion valve 16.

EV機器31から蒸発潜熱を受けて加熱された冷媒を熱交換器15において十分に冷却することにより、膨張弁16の出口において、冷媒は、車両の室内の冷房のために本来必要とされる温度および圧力を有する。このため、熱交換器18において冷媒が蒸発するときに外部から受け取る熱量を十分に大きくすることができる。このように、冷媒を十分に冷却できる熱交換器15の放熱能力を定めることにより、車室内の空気を冷却する冷房の能力に影響を与えることなく、EV機器31を冷却することができる。したがって、EV機器31の冷却能力と、車室用の冷房能力との両方を、確実に確保することができる。   The refrigerant heated by receiving the latent heat of vaporization from the EV device 31 is sufficiently cooled in the heat exchanger 15, so that the refrigerant at the outlet of the expansion valve 16 has a temperature originally required for cooling the vehicle interior. And having pressure. For this reason, the amount of heat received from the outside when the refrigerant evaporates in the heat exchanger 18 can be sufficiently increased. Thus, by defining the heat dissipation capability of the heat exchanger 15 that can sufficiently cool the refrigerant, the EV device 31 can be cooled without affecting the cooling capability of cooling the air in the passenger compartment. Therefore, both the cooling capacity of the EV device 31 and the cooling capacity for the passenger compartment can be reliably ensured.

熱交換器14から冷却部30へ流れる冷媒は、EV機器31を冷却するときに、EV機器31から熱を受け取り加熱される。冷却部30において冷媒が飽和蒸気温度以上に加熱され冷媒の全量が気化すると、冷媒とEV機器31との熱交換量が減少してEV機器31を効率よく冷却できなくなり、また冷媒が配管内を流れる際の圧力損失が増大する。このため、EV機器31を冷却した後に冷媒の全量が気化しない程度に、熱交換器14において十分に冷媒を冷却するのが望ましい。   The refrigerant flowing from the heat exchanger 14 to the cooling unit 30 receives heat from the EV device 31 and is heated when the EV device 31 is cooled. When the refrigerant is heated to the saturated vapor temperature or higher in the cooling unit 30 and the entire amount of the refrigerant is vaporized, the amount of heat exchange between the refrigerant and the EV device 31 is reduced, and the EV device 31 cannot be efficiently cooled. Pressure loss during flow increases. For this reason, it is desirable to cool the refrigerant sufficiently in the heat exchanger 14 so that the entire amount of the refrigerant is not vaporized after the EV device 31 is cooled.

具体的には、熱交換器14の出口における冷媒の状態を飽和液に近づけ、典型的には熱交換器14の出口において冷媒が飽和液線上にある状態にする。このように冷媒を十分に冷却できる能力を熱交換器14が有する結果、熱交換器14の冷媒から熱を放出させる放熱能力は、熱交換器15の放熱能力よりも高くなる。放熱能力が相対的に大きい熱交換器14において冷媒を十分に冷却することにより、EV機器31から熱を受け取った冷媒を湿り蒸気の状態に留めることができ、冷媒とEV機器31との熱交換量の減少を回避できるので、EV機器31を十分に効率よく冷却することができる。EV機器31を冷却した後の湿り蒸気の状態の冷媒は、熱交換器15において効率よく再度冷却され、飽和温度を下回る過冷却液の状態にまで冷却される。したがって、車室用の冷房能力とEV機器31の冷却能力との両方を確保した、電気機器の冷却装置を提供することができる。   Specifically, the state of the refrigerant at the outlet of the heat exchanger 14 is brought close to the saturated liquid, and typically, the refrigerant is on the saturated liquid line at the outlet of the heat exchanger 14. As a result of the heat exchanger 14 having the ability to sufficiently cool the refrigerant in this way, the heat dissipating ability for releasing heat from the refrigerant of the heat exchanger 14 is higher than the heat dissipating ability of the heat exchanger 15. By sufficiently cooling the refrigerant in the heat exchanger 14 having a relatively large heat dissipation capability, the refrigerant that has received heat from the EV device 31 can be kept in a wet steam state, and heat exchange between the refrigerant and the EV device 31 can be achieved. Since the decrease in the amount can be avoided, the EV device 31 can be cooled sufficiently efficiently. The refrigerant in the state of wet steam after cooling the EV device 31 is efficiently cooled again in the heat exchanger 15 and cooled to the state of the supercooled liquid below the saturation temperature. Therefore, it is possible to provide a cooling device for an electric device that secures both the cooling capability for the passenger compartment and the cooling capability of the EV device 31.

熱交換器14の出口において気液二相状態にある冷媒は、気液分離器40内において、気相と液相とに分離される。気液分離器40で分離された気相冷媒は、冷媒通路23,24を経由して流れ直接熱交換器15に供給される。気液分離器40で分離された液相冷媒は、冷媒通路34を経由して流れ、冷却部30に供給されてEV機器31を冷却する。この液相冷媒は、過不足の全くない真に飽和液状態の冷媒である。気液分離器40から液相の冷媒のみを取り出し冷却部30へ流すことにより、熱交換器14の能力を最大限に活用してEV機器31を冷却することができるので、EV機器31の冷却能力を向上させた電気機器の冷却装置を提供することができる。   The refrigerant in a gas-liquid two-phase state at the outlet of the heat exchanger 14 is separated into a gas phase and a liquid phase in the gas-liquid separator 40. The gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 40 flows through the refrigerant passages 23 and 24 and is directly supplied to the heat exchanger 15. The liquid phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 40 flows through the refrigerant passage 34 and is supplied to the cooling unit 30 to cool the EV device 31. This liquid-phase refrigerant is a truly saturated liquid refrigerant with no excess or deficiency. By extracting only the liquid-phase refrigerant from the gas-liquid separator 40 and flowing it to the cooling unit 30, the EV device 31 can be cooled by utilizing the capacity of the heat exchanger 14 to the maximum, so that the EV device 31 is cooled. It is possible to provide a cooling device for electric equipment with improved performance.

気液分離器40の出口で飽和液の状態にある冷媒をEV機器31を冷却する冷媒通路32に導入することにより、冷媒通路34,36および冷媒通路32を含むEV機器31の冷却系を流れる冷媒のうち、気相状態の冷媒を最小限に抑えることができる。このため、EV機器31の冷却系を流れる冷媒蒸気の流速が早くなり圧力損失が増大することを抑制でき、冷媒を流通させるための圧縮機12の消費電力を低減できるので、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の性能の悪化を回避することができる。   By introducing the refrigerant in a saturated liquid state at the outlet of the gas-liquid separator 40 into the refrigerant passage 32 that cools the EV device 31, the refrigerant flows through the cooling system of the EV device 31 including the refrigerant passages 34 and 36 and the refrigerant passage 32. Among the refrigerants, the gas-phase refrigerant can be minimized. For this reason, since the flow velocity of the refrigerant vapor flowing through the cooling system of the EV device 31 can be prevented from increasing and the pressure loss can be suppressed, and the power consumption of the compressor 12 for circulating the refrigerant can be reduced. 10 performance degradation can be avoided.

気液分離器40の内部には、飽和液状態の冷媒液が貯留されている。気液分離器40は、その内部に液状の冷媒である冷媒液を一時的に貯留する蓄液器として機能する。気液分離器40内に所定量の冷媒液が溜められることにより、負荷変動時にも気液分離器40から冷却部30へ流れる冷媒の流量を維持できる。気液分離器40が液だめ機能を有し、負荷変動に対するバッファとなり負荷変動を吸収できるので、EV機器31の冷却性能を安定させることができる。   A refrigerant liquid in a saturated liquid state is stored inside the gas-liquid separator 40. The gas-liquid separator 40 functions as a liquid accumulator that temporarily stores a liquid refrigerant that is a liquid refrigerant. By storing a predetermined amount of the refrigerant liquid in the gas-liquid separator 40, the flow rate of the refrigerant flowing from the gas-liquid separator 40 to the cooling unit 30 can be maintained even when the load changes. Since the gas-liquid separator 40 has a liquid reservoir function and becomes a buffer against load fluctuations and can absorb the load fluctuations, the cooling performance of the EV device 31 can be stabilized.

図2を参照して、本実施の形態における電気機器の冷却装置は、流量調整弁28を備える。流量調整弁28は、熱交換器14から膨張弁16へ向かう冷媒の経路において、並列に接続された経路のうちの一方を形成する、冷媒通路23に配置されている。流量調整弁28は、その弁開度を変動させ、冷媒通路23を流れる冷媒の圧力損失を増減させることにより、冷媒通路23を流れる冷媒の流量と、冷媒通路32を含むEV機器31の冷却系を流れる冷媒の流量とを任意に調節する。   Referring to FIG. 2, the cooling device for electrical equipment in the present embodiment includes a flow rate adjustment valve 28. The flow regulating valve 28 is disposed in the refrigerant passage 23 that forms one of the paths connected in parallel in the refrigerant path from the heat exchanger 14 to the expansion valve 16. The flow rate adjusting valve 28 varies the valve opening degree and increases or decreases the pressure loss of the refrigerant flowing through the refrigerant passage 23, whereby the flow rate of the refrigerant flowing through the refrigerant passage 23 and the cooling system of the EV device 31 including the refrigerant passage 32. The flow rate of the refrigerant flowing through is arbitrarily adjusted.

たとえば、流量調整弁28を全閉にして弁開度を0%にすると、熱交換器14を出た冷媒の全量が気液分離器40から冷媒通路34へ流入する。流量調整弁28の弁開度を大きくすれば、熱交換器14から冷媒通路22へ流れる冷媒のうち、冷媒通路23を経由して熱交換器15へ直接流れる流量が大きくなり、冷媒通路34を経由して冷媒通路32へ流れEV機器31を冷却する冷媒の流量が小さくなる。流量調整弁28の弁開度を小さくすれば、熱交換器14から冷媒通路22へ流れる冷媒のうち、冷媒通路23を経由して熱交換器15へ直接流れる流量が小さくなり、冷媒通路32を経由して流れEV機器31を冷却する冷媒の流量が大きくなる。   For example, when the flow rate adjustment valve 28 is fully closed and the valve opening degree is 0%, the entire amount of the refrigerant that has exited the heat exchanger 14 flows from the gas-liquid separator 40 into the refrigerant passage 34. If the valve opening degree of the flow rate adjustment valve 28 is increased, the flow rate of the refrigerant flowing from the heat exchanger 14 to the refrigerant passage 22 directly flowing to the heat exchanger 15 via the refrigerant passage 23 increases, and the refrigerant passage 34 is The flow rate of the refrigerant that flows to the refrigerant passage 32 via the cooling line and cools the EV device 31 is reduced. If the valve opening degree of the flow rate adjusting valve 28 is reduced, the flow rate of the refrigerant flowing from the heat exchanger 14 to the refrigerant passage 22 directly flowing to the heat exchanger 15 via the refrigerant passage 23 is reduced, and the refrigerant passage 32 is The flow rate of the refrigerant that cools the EV device 31 through the flow increases.

流量調整弁28の弁開度を大きくするとEV機器31を冷却する冷媒の流量が小さくなり、EV機器31の冷却能力が低下する。流量調整弁28の弁開度を小さくするとEV機器31を冷却する冷媒の流量が大きくなり、EV機器31の冷却能力が向上する。流量調整弁28を使用して、EV機器31に流れる冷媒の量を最適に調節できるので、EV機器31の過冷却を確実に防止することができ、加えて、EV機器31の冷却系の冷媒の流通に係る圧力損失および冷媒を循環させるための圧縮機12の消費電力を、確実に低減することができる。   When the valve opening degree of the flow rate adjusting valve 28 is increased, the flow rate of the refrigerant that cools the EV device 31 is decreased, and the cooling capacity of the EV device 31 is decreased. When the valve opening degree of the flow rate adjusting valve 28 is reduced, the flow rate of the refrigerant that cools the EV device 31 is increased, and the cooling capacity of the EV device 31 is improved. Since the amount of the refrigerant flowing to the EV device 31 can be optimally adjusted using the flow rate adjusting valve 28, the overcooling of the EV device 31 can be reliably prevented, and in addition, the refrigerant of the cooling system of the EV device 31 It is possible to reliably reduce the pressure loss and the power consumption of the compressor 12 for circulating the refrigerant.

本実施の形態における電気機器の冷却装置はさらに、冷媒通路51を備える。冷媒通路51は、圧縮機12と熱交換器14との間を冷媒が流通する冷媒通路21と、冷却部30に冷媒を流通させる冷媒通路34,36のうち冷却部30に対し下流側の冷媒通路36とを連通する。冷媒通路36は、冷媒通路51との分岐よりも上流側の冷媒通路36aと、冷媒通路51との分岐よりも下流側の冷媒通路36bとに二分割される。   The electric device cooling apparatus according to the present embodiment further includes a refrigerant passage 51. The refrigerant passage 51 is a refrigerant downstream of the cooling unit 30 among the refrigerant passage 21 through which the refrigerant flows between the compressor 12 and the heat exchanger 14 and the refrigerant passages 34 and 36 through which the refrigerant flows through the cooling unit 30. The passage 36 communicates. The refrigerant passage 36 is divided into a refrigerant passage 36 a upstream from the branch with the refrigerant passage 51 and a refrigerant passage 36 b downstream from the branch with the refrigerant passage 51.

冷媒通路36および冷媒通路51には、冷媒通路51と冷媒通路21,36との連通状態を切り換える切り換え弁52が設けられている。切り換え弁52は、その開閉を切り換えることにより、冷媒通路51を経由する冷媒の流通を可能または不可能にする。切り換え弁52を使用して冷媒の経路を切り換えることにより、EV機器31を冷却した後の冷媒を、冷媒通路36b,24を経由させて熱交換器15へ、または、冷媒通路51および冷媒通路21を経由して熱交換器14へのいずれかの経路を任意に選択して、流通させることができる。   The refrigerant passage 36 and the refrigerant passage 51 are provided with a switching valve 52 that switches the communication state between the refrigerant passage 51 and the refrigerant passages 21 and 36. The switching valve 52 enables or disables the circulation of the refrigerant through the refrigerant passage 51 by switching its opening and closing. By switching the refrigerant path using the switching valve 52, the refrigerant after cooling the EV device 31 passes through the refrigerant passages 36 b and 24 to the heat exchanger 15, or the refrigerant passage 51 and the refrigerant passage 21. Any route to the heat exchanger 14 via can be arbitrarily selected and distributed.

より具体的には、切り換え弁52として2つの弁57,58が設けられている。蒸気圧縮式冷凍サイクル10の冷房運転中には、弁57を全開(弁開度100%)とし弁58を全閉(弁開度0%)とし、流量調整弁28の弁開度を冷却部30に十分な冷媒が流れるように調整する。これにより、EV機器31を冷却した後の冷媒通路36aを流通する冷媒を、冷媒通路36bを経由させて、確実に熱交換器15へ流通させることができる。   More specifically, two valves 57 and 58 are provided as the switching valve 52. During the cooling operation of the vapor compression refrigeration cycle 10, the valve 57 is fully opened (valve opening degree 100%), the valve 58 is fully closed (valve opening degree 0%), and the valve opening degree of the flow control valve 28 is set to the cooling unit. 30 is adjusted so that sufficient refrigerant flows. Thereby, the refrigerant | coolant which distribute | circulates the refrigerant path 36a after cooling the EV apparatus 31 can be reliably distribute | circulated to the heat exchanger 15 via the refrigerant path 36b.

一方、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の停止中には、弁58を全開とし弁57を全閉とし、さらに流量調整弁28を全閉とする。これにより、EV機器31を冷却した後の冷媒通路36aを流通する冷媒を、冷媒通路51を経由させて熱交換器14へ流通させ、圧縮機12を経由せずに冷却部30と熱交換器14との間に冷媒を循環させる環状の経路を形成することができる。   On the other hand, while the vapor compression refrigeration cycle 10 is stopped, the valve 58 is fully opened, the valve 57 is fully closed, and the flow rate adjustment valve 28 is fully closed. As a result, the refrigerant flowing through the refrigerant passage 36 a after cooling the EV device 31 is circulated to the heat exchanger 14 via the refrigerant passage 51, and the cooling unit 30 and the heat exchanger without passing through the compressor 12. 14 can form an annular path for circulating the refrigerant.

図4は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの運転中の、EV機器を冷却する冷媒の流れを示す模式図である。図5は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの停止中の、EV機器を冷却する冷媒の流れを示す模式図である。図6は、この発明の実施の形態1における電気機器の冷却装置において、流量調整弁および切り換え弁の開閉状態を示す図である。   FIG. 4 is a schematic diagram showing a flow of a refrigerant for cooling the EV equipment during operation of the vapor compression refrigeration cycle. FIG. 5 is a schematic diagram showing a flow of a refrigerant that cools the EV equipment while the vapor compression refrigeration cycle is stopped. FIG. 6 is a diagram showing an open / close state of the flow rate adjustment valve and the switching valve in the cooling apparatus for electric equipment according to Embodiment 1 of the present invention.

図6中に示す運転モードのうち「エアコン運転モード」とは、図4に示す蒸気圧縮式冷凍サイクル10を運転させる場合、すなわち圧縮機12を運転させて蒸気圧縮式冷凍サイクル10の全体に冷媒を流通させる場合を示す。一方「ヒートパイプ運転モード」とは、図5に示す蒸気圧縮式冷凍サイクル10を停止させる場合、すなわち、圧縮機12を停止させ、冷却部30と熱交換器14とを結ぶ環状の経路を経由させて冷媒を循環させる場合を示す。   Among the operation modes shown in FIG. 6, the “air-conditioner operation mode” refers to a case where the vapor compression refrigeration cycle 10 shown in FIG. 4 is operated, that is, the compressor 12 is operated and a refrigerant is introduced into the entire vapor compression refrigeration cycle 10. Is shown. On the other hand, the “heat pipe operation mode” refers to a case where the vapor compression refrigeration cycle 10 shown in FIG. 5 is stopped, that is, the compressor 12 is stopped and an annular path connecting the cooling unit 30 and the heat exchanger 14 is passed. In this case, the refrigerant is circulated.

図4および図6を参照して、圧縮機12を駆動させ蒸気圧縮式冷凍サイクル10が運転している「エアコン運転モード」のときには、流量調整弁28は、冷却部30に十分な冷媒が流れるように、弁開度を調整される。切り換え弁52は、冷媒を冷却部30から熱交換器15を経由して膨張弁16へ流通させるように操作される。すなわち、弁57を全開にし弁58を全閉にすることで、冷媒が冷却装置の全体を流れるように冷媒の経路が選択される。このため、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の冷却能力を確保できるとともに、EV機器31を効率よく冷却することができる。   Referring to FIGS. 4 and 6, when in the “air conditioner operation mode” in which the compressor 12 is driven and the vapor compression refrigeration cycle 10 is operating, the flow rate adjusting valve 28 allows sufficient refrigerant to flow through the cooling unit 30. Thus, the valve opening is adjusted. The switching valve 52 is operated so that the refrigerant flows from the cooling unit 30 to the expansion valve 16 via the heat exchanger 15. That is, when the valve 57 is fully opened and the valve 58 is fully closed, the refrigerant path is selected so that the refrigerant flows through the entire cooling device. For this reason, while being able to ensure the cooling capacity of the vapor compression refrigeration cycle 10, the EV equipment 31 can be efficiently cooled.

図5および図6を参照して、圧縮機12を停止させ蒸気圧縮式冷凍サイクル10が停止している「ヒートパイプ運転モード」のときには、冷媒を冷却部30から熱交換器14へ循環させるように切り換え弁52を操作する。すなわち、弁57を全閉にし弁58を全開にし、さらに流量調整弁28を全閉にすることで、冷媒は冷媒通路36aから冷媒通路36bへは流れず冷媒通路51を経由して流通する。これにより、熱交換器14から、冷媒通路22と冷媒通路34とを順に経由して冷却部30へ至り、さらに冷媒通路36a、冷媒通路51、冷媒通路21を順に経由して熱交換器14へ戻る、閉じられた環状の経路が形成される。このときの冷媒が流れる経路、すなわち冷媒通路21、冷媒通路22、冷媒通路34、冷媒通路36aおよび冷媒通路51は、第2通路を形成する。   With reference to FIGS. 5 and 6, when in the “heat pipe operation mode” in which the compressor 12 is stopped and the vapor compression refrigeration cycle 10 is stopped, the refrigerant is circulated from the cooling unit 30 to the heat exchanger 14. The switching valve 52 is operated. That is, the valve 57 is fully closed, the valve 58 is fully opened, and the flow rate adjustment valve 28 is fully closed, whereby the refrigerant flows through the refrigerant passage 51 without flowing from the refrigerant passage 36a to the refrigerant passage 36b. Accordingly, the heat exchanger 14 reaches the cooling unit 30 through the refrigerant passage 22 and the refrigerant passage 34 in order, and further passes through the refrigerant passage 36a, the refrigerant passage 51, and the refrigerant passage 21 in order to the heat exchanger 14. A closed, closed circular path is formed. The path through which the refrigerant flows, that is, the refrigerant path 21, the refrigerant path 22, the refrigerant path 34, the refrigerant path 36a, and the refrigerant path 51 form a second path.

この環状の経路を経由して、圧縮機12を動作することなく、熱交換器14と冷却部30との間に冷媒を循環させることができる。冷媒は、EV機器31を冷却するとき、EV機器31から蒸発潜熱を受けて蒸発する。EV機器31との熱交換により気化された冷媒蒸気は、冷媒通路36a、冷媒通路51および冷媒通路21を順に経由して、熱交換器14へ流れる。熱交換器14において、車両の走行風、または、コンデンサファン42もしくはエンジン冷却用のラジエータファンからの通風により、冷媒蒸気は冷却されて凝縮する。熱交換器14で液化した冷媒液は、冷媒通路22,34を経由して、冷却部30へ戻る。   Via this annular path, the refrigerant can be circulated between the heat exchanger 14 and the cooling unit 30 without operating the compressor 12. When the EV device 31 is cooled, the refrigerant receives evaporation latent heat from the EV device 31 and evaporates. The refrigerant vapor evaporated by heat exchange with the EV device 31 flows to the heat exchanger 14 through the refrigerant passage 36a, the refrigerant passage 51, and the refrigerant passage 21 in order. In the heat exchanger 14, the refrigerant vapor is cooled and condensed by the running air of the vehicle or the ventilation from the condenser fan 42 or the radiator fan for cooling the engine. The refrigerant liquid liquefied by the heat exchanger 14 returns to the cooling unit 30 via the refrigerant passages 22 and 34.

このように、冷却部30と熱交換器14とを経由する環状の経路によって、EV機器31を加熱部とし熱交換器14を冷却部とする、ヒートパイプが形成される。したがって、蒸気圧縮式冷凍サイクル10が停止しているとき、すなわち車両用の冷房が停止しているときにも、圧縮機12を起動する必要なく、EV機器31を確実に冷却することができる。EV機器31の冷却のために圧縮機12を常時運転する必要がないことにより、圧縮機12の消費動力を低減して車両の燃費を向上することができ、加えて、圧縮機12を長寿命化できるので圧縮機12の信頼性を向上することができる。   In this way, a heat pipe is formed by the annular path passing through the cooling unit 30 and the heat exchanger 14, with the EV device 31 as a heating unit and the heat exchanger 14 as a cooling unit. Therefore, even when the vapor compression refrigeration cycle 10 is stopped, that is, when cooling for the vehicle is stopped, the EV device 31 can be reliably cooled without having to start the compressor 12. Since it is not necessary to always operate the compressor 12 for cooling the EV equipment 31, the power consumption of the compressor 12 can be reduced and the fuel consumption of the vehicle can be improved. In addition, the compressor 12 has a long service life. Therefore, the reliability of the compressor 12 can be improved.

図4および図5には、地面60が図示されている。地面60に対して垂直な鉛直方向において、冷却部30は、熱交換器14よりも下方に配置されている。熱交換器14と冷却部30との間に冷媒を循環させる環状の経路において、冷却部30が下方に配置され、熱交換器14が上方に配置される。熱交換器14は、冷却部30よりも高い位置に配置される。   4 and 5 show the ground surface 60. The cooling unit 30 is disposed below the heat exchanger 14 in the vertical direction perpendicular to the ground 60. In an annular path for circulating the refrigerant between the heat exchanger 14 and the cooling unit 30, the cooling unit 30 is disposed below and the heat exchanger 14 is disposed above. The heat exchanger 14 is disposed at a position higher than the cooling unit 30.

この場合、冷却部30で加熱され気化した冷媒蒸気は、環状の経路内を上昇して熱交換器14へ到達し、熱交換器14において冷却され、凝縮されて液冷媒となり、重力の作用により環状の経路内を下降して冷却部30へ戻る。つまり、冷却部30と、熱交換器14と、これらを連結する冷媒の経路(すなわち第2通路)とによって、サーモサイフォン式のヒートパイプが形成される。ヒートパイプを形成することでEV機器31から熱交換器14への熱伝達効率を向上することができるので、蒸気圧縮式冷凍サイクル10が停止しているときにも、動力を加えることなく、EV機器31をより効率よく冷却することができる。   In this case, the refrigerant vapor heated and vaporized in the cooling unit 30 rises in the annular path and reaches the heat exchanger 14, is cooled in the heat exchanger 14, is condensed and becomes a liquid refrigerant, and acts by gravity. It descends in the annular path and returns to the cooling unit 30. That is, the thermosiphon heat pipe is formed by the cooling unit 30, the heat exchanger 14, and the refrigerant path (that is, the second passage) connecting them. Since the heat transfer efficiency from the EV device 31 to the heat exchanger 14 can be improved by forming the heat pipe, the EV can be applied without applying power even when the vapor compression refrigeration cycle 10 is stopped. The device 31 can be cooled more efficiently.

冷媒通路51と冷媒通路21,36との連通状態を切り換える切り換え弁52としては、上述した一対の弁57,58を使用してもよく、または、冷媒通路36と冷媒通路51との分岐に配置された三方弁を使用してもよい。いずれの場合でも、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の運転時および停止時の両方において、EV機器31を効率よく冷却することができる。弁57,58は、冷媒通路の開閉ができる単純な構造であればよいので安価であり、2つの弁57,58を使用することにより、より低コストな電気機器の冷却構造を提供することができる。一方、2つの弁57,58を配置するよりも三方弁の配置に要する空間はより小さくてよいと考えられ、三方弁を使用することにより、より小型化され車両搭載性に優れた電気機器の冷却構造を提供することができる。   As the switching valve 52 for switching the communication state between the refrigerant passage 51 and the refrigerant passages 21, 36, the above-described pair of valves 57, 58 may be used, or arranged at a branch between the refrigerant passage 36 and the refrigerant passage 51. It is also possible to use a three-way valve. In any case, the EV apparatus 31 can be efficiently cooled both when the vapor compression refrigeration cycle 10 is operated and when it is stopped. The valves 57 and 58 are inexpensive because they only need to have a simple structure capable of opening and closing the refrigerant passage. By using the two valves 57 and 58, it is possible to provide a cooling structure for electric equipment at a lower cost. it can. On the other hand, it is considered that the space required for the arrangement of the three-way valve may be smaller than the arrangement of the two valves 57 and 58. By using the three-way valve, the electric device having a smaller size and excellent vehicle mountability can be obtained. A cooling structure can be provided.

本実施の形態における電気機器の冷却構造はさらに、逆止弁54を備える。逆止弁54は、圧縮機12と熱交換器14との間の冷媒通路21の、冷媒通路21と冷媒通路51との接続箇所よりも圧縮機12に近接する側に、配置されている。逆止弁54は、圧縮機12から熱交換器14へ向かう冷媒の流れを許容するとともに、その逆向きの冷媒の流れを禁止する。このようにすれば、図5に示すヒートパイプ運転モードのとき、熱交換器14と冷却部30との間に冷媒を循環させる閉ループ状の冷媒の経路を、確実に形成することができる。   The cooling structure for electrical equipment in the present embodiment further includes a check valve 54. The check valve 54 is disposed on the refrigerant passage 21 between the compressor 12 and the heat exchanger 14 on the side closer to the compressor 12 than the connection point between the refrigerant passage 21 and the refrigerant passage 51. The check valve 54 allows the refrigerant flow from the compressor 12 to the heat exchanger 14 and prohibits the reverse refrigerant flow. In this way, in the heat pipe operation mode shown in FIG. 5, a closed loop refrigerant path for circulating the refrigerant between the heat exchanger 14 and the cooling unit 30 can be reliably formed.

逆止弁54がない場合、冷媒が冷媒通路51から圧縮機12側の冷媒通路21へ流れるおそれがある。逆止弁54を備えることによって、冷媒通路51から圧縮機12側へ向かう冷媒の流れを確実に禁止できるため、環状の冷媒経路で形成するヒートパイプを使用した、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の停止時のEV機器31の冷却能力の低下を防止できる。したがって、車両の車室用の冷房が停止しているときにも、EV機器31を効率よく冷却することができる。   If the check valve 54 is not provided, the refrigerant may flow from the refrigerant passage 51 to the refrigerant passage 21 on the compressor 12 side. Since the check valve 54 is provided, the flow of the refrigerant from the refrigerant passage 51 toward the compressor 12 can be surely prohibited. Therefore, the stop of the vapor compression refrigeration cycle 10 using the heat pipe formed by the annular refrigerant path is used. It is possible to prevent a decrease in the cooling capacity of the EV device 31 at the time. Therefore, the EV device 31 can be efficiently cooled even when the cooling for the passenger compartment of the vehicle is stopped.

また、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の停止中に、閉ループ状の冷媒の経路内の冷媒の量が不足する場合には、圧縮機12を短時間のみ運転することで、逆止弁54を経由して閉ループ経路に冷媒を供給できる。これにより、閉ループ内の冷媒量を増加させ、ヒートパイプの熱交換処理量を増大させることができる。したがって、ヒートパイプの冷媒量を確保することができるので、冷媒量の不足のためにEV機器31の冷却が不十分となることを回避することができる。   In addition, when the amount of refrigerant in the closed loop refrigerant path is insufficient while the vapor compression refrigeration cycle 10 is stopped, the compressor 12 is operated only for a short time, thereby passing through the check valve 54. Thus, the refrigerant can be supplied to the closed loop path. Thereby, the refrigerant | coolant amount in a closed loop can be increased and the heat exchange processing amount of a heat pipe can be increased. Therefore, since the amount of refrigerant in the heat pipe can be ensured, it is possible to avoid insufficient cooling of the EV device 31 due to insufficient refrigerant amount.

すなわち、本実施の形態における電気機器の冷却装置は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成し、車両空調用の冷媒が循環する循環通路としての冷媒通路21〜27と、冷媒通路21〜27と冷媒通路32との間を連絡する連絡通路としての冷媒通路34,36,51と、冷媒通路34,36,51の経路上に設けられ、冷媒通路21〜27と冷媒通路32との間の冷媒流れを許容もしくは遮断する切り換え弁52(弁57および弁58)とを備える。   That is, the cooling device for electric equipment in the present embodiment constitutes a vapor compression refrigeration cycle, and includes refrigerant passages 21 to 27 as circulation passages through which refrigerant for vehicle air conditioning circulates, refrigerant passages 21 to 27, and refrigerant. Refrigerant passages 34, 36, 51 serving as communication passages communicating with the passage 32, and refrigerant flow between the refrigerant passages 21-27 and the refrigerant passage 32, provided on the passages of the refrigerant passages 34, 36, 51. And a switching valve 52 (valve 57 and valve 58) for allowing or shutting off.

続いて、本実施の形態における電気機器の冷却装置を構成する図2中の冷却部30の構造について詳細に説明する。図7は、この発明の実施の形態1における電気機器の冷却装置において、図2中の冷却部の構造を示す正面図である。図8は、図7中のVIII−VIII線上に沿った冷却部を示す断面図である。   Next, the structure of the cooling unit 30 in FIG. 2 that constitutes the cooling device for the electric equipment in the present embodiment will be described in detail. FIG. 7 is a front view showing the structure of the cooling unit in FIG. 2 in the electrical apparatus cooling apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the cooling unit along the line VIII-VIII in FIG. 7.

図7および図8を参照して、冷却部30は、冷媒通路形成部材120、冷媒供給用配管141および冷媒排出用配管142を有する。   Referring to FIGS. 7 and 8, cooling unit 30 includes a refrigerant passage forming member 120, a refrigerant supply pipe 141, and a refrigerant discharge pipe 142.

冷媒通路形成部材120は、平板形状を有する。本実施の形態では、冷媒通路形成部材120が、a(縦)×b(横)×t(厚み)の大きさを有する直方体形状を有する(a,b>t)。冷媒通路形成部材120は、熱伝導性に優れた材料により形成されている。冷媒通路形成部材120は、アルミニウムや銅などの金属から形成されている。   The refrigerant passage forming member 120 has a flat plate shape. In the present embodiment, refrigerant passage forming member 120 has a rectangular parallelepiped shape having a size of a (vertical) × b (horizontal) × t (thickness) (a, b> t). The refrigerant passage forming member 120 is made of a material having excellent thermal conductivity. The refrigerant passage forming member 120 is made of a metal such as aluminum or copper.

冷媒通路形成部材120は、素子搭載面122を有する。素子搭載面122は、a(縦)×b(横)の大きさを有しており、冷媒通路形成部材120が有する複数の側面のうち最も大きい面積を有する側面である。本明細書において、素子搭載面122が延在する方向を、冷媒通路形成部材120の平面方向という。素子搭載面122に直交する方向、すなわち、冷媒通路形成部材120の、厚みtを有する端辺が延びる方向を、冷媒通路形成部材120の厚み方向という。   The refrigerant passage forming member 120 has an element mounting surface 122. The element mounting surface 122 has a size of a (vertical) × b (horizontal), and is a side surface having the largest area among a plurality of side surfaces of the refrigerant passage forming member 120. In this specification, the direction in which the element mounting surface 122 extends is referred to as the planar direction of the refrigerant passage forming member 120. The direction orthogonal to the element mounting surface 122, that is, the direction in which the end side having the thickness t of the refrigerant passage forming member 120 extends is referred to as the thickness direction of the refrigerant passage forming member 120.

冷媒通路形成部材120には、複数のインバータ素子110が接続されている。複数のインバータ素子110は、素子搭載面122に接合されている。複数のインバータ素子110は、素子搭載面122上において、互いに間隔を設けてマトリクス状に配置されている。インバータ素子110は、図2中のEV機器31がインバータである場合に、そのインバータに含まれる発熱源として設けられている。   A plurality of inverter elements 110 are connected to the refrigerant passage forming member 120. The plurality of inverter elements 110 are joined to the element mounting surface 122. The plurality of inverter elements 110 are arranged in a matrix on the element mounting surface 122 at intervals. When the EV device 31 in FIG. 2 is an inverter, the inverter element 110 is provided as a heat source included in the inverter.

冷媒通路形成部材120には、図2中の冷媒通路32が形成されている。冷媒通路32には、車両空調用の冷媒(A/C(Air Conditioner)冷媒)が流通される。冷媒通路32は、A/C冷媒が冷媒通路形成部材120の平面方向に流通するように形成されている。冷媒通路32は、素子搭載面122に平行な平面内で延びるように形成されている。インバータ素子110で発生した熱は、冷媒通路形成部材120を伝わって、冷媒通路32を流通するA/C冷媒に放熱される。   The refrigerant passage forming member 120 is formed with the refrigerant passage 32 in FIG. A refrigerant for vehicle air conditioning (A / C (Air Conditioner) refrigerant) is circulated through the refrigerant passage 32. The refrigerant passage 32 is formed so that the A / C refrigerant flows in the plane direction of the refrigerant passage forming member 120. The refrigerant passage 32 is formed to extend in a plane parallel to the element mounting surface 122. The heat generated in the inverter element 110 is transferred to the refrigerant passage forming member 120 and is radiated to the A / C refrigerant flowing through the refrigerant passage 32.

冷媒供給用配管141は、冷媒通路32にA/C冷媒を供給するための冷媒供給部として、冷媒通路形成部材120に接続されている。冷媒排出用配管142は、冷媒通路32からA/C冷媒を排出するための冷媒排出部として、冷媒通路形成部材120に接続されている。   The refrigerant supply pipe 141 is connected to the refrigerant passage forming member 120 as a refrigerant supply unit for supplying the A / C refrigerant to the refrigerant passage 32. The refrigerant discharge pipe 142 is connected to the refrigerant passage forming member 120 as a refrigerant discharge portion for discharging the A / C refrigerant from the refrigerant passage 32.

冷媒通路32は、A/C冷媒の流れ方向に対して並列に並ぶ多孔菅形状を有する複数の多孔菅部151と、A/C冷媒に含まれる気泡を排出するための複数のリセット空間部157と、冷媒の流れを反転させるための反転空間部156とを含む複数の区間から構成されている。   The refrigerant passage 32 includes a plurality of porous ridge portions 151 having a porous ridge shape arranged in parallel with the flow direction of the A / C refrigerant, and a plurality of reset space portions 157 for discharging bubbles contained in the A / C refrigerant. And a plurality of sections including a reversal space 156 for reversing the refrigerant flow.

複数の多孔菅部151は、A/C冷媒の流れ方向において互いに間隔を設けて並んでいる。リセット空間部157は、A/C冷媒の流れ方向において互いに隣り合う多孔菅部151間に配置されている。反転空間部156は、A/C冷媒の流れ方向において互いに隣り合う多孔菅部151間に配置されている。反転空間部156は、その両側に配置された多孔菅部151間で冷媒の流れ方向を反転させるように設けられている。   The plurality of porous ridges 151 are arranged at intervals in the flow direction of the A / C refrigerant. The reset space 157 is disposed between the porous flanges 151 adjacent to each other in the flow direction of the A / C refrigerant. The inversion space portion 156 is disposed between the porous flange portions 151 adjacent to each other in the flow direction of the A / C refrigerant. The inversion space portion 156 is provided so as to reverse the flow direction of the refrigerant between the porous flange portions 151 arranged on both sides thereof.

より具体的に説明すると、複数の多孔菅部151は、A/C冷媒の流れ方向において2列に渡って設けられている。複数の多孔菅部151のうち1列目に設けられたものを複数の多孔菅部151Yといい、2列目に設けられたものを複数の多孔菅部151Xという。複数の多孔菅部151Xは、複数の多孔菅部151X間で冷媒の流れ方向が同一となるように設けられている。複数の多孔菅部151Yは、複数の多孔菅部151Y間で冷媒の流れ方向が同一となるように設けられている。   More specifically, the plurality of porous ridges 151 are provided in two rows in the flow direction of the A / C refrigerant. Among the plurality of porous ridges 151, the one provided in the first row is referred to as a plurality of porous ridges 151Y, and the one provided in the second row is referred to as a plurality of porous ridges 151X. The plurality of porous ridges 151X are provided such that the flow direction of the refrigerant is the same between the plurality of porous ridges 151X. The plurality of porous ridges 151Y are provided such that the flow direction of the refrigerant is the same between the plurality of porous ridges 151Y.

複数の多孔菅部151Xのうち一方の端に配置されたものを特に多孔菅部151Aといい、複数の多孔菅部151Xのうち他方の端に配置されたものを特に多孔菅部151Bという。複数の多孔菅部151Yのうち一方の端に配置されたものを特に多孔菅部151Cといい、複数の多孔菅部151Yのうち他方の端に配置されたものを特に多孔菅部151Dという。   Of the plurality of porous ridges 151X, one disposed at one end is particularly referred to as a porous ridge 151A, and among the plurality of porous ridges 151X, one disposed at the other end is particularly referred to as a porous ridge 151B. Of the plurality of porous ridges 151Y, the one disposed at one end is particularly referred to as a porous ridge 151C, and among the plurality of porous ridges 151Y, the one disposed at the other end is particularly referred to as a porous ridge 151D.

互いに隣り合う多孔菅部151Xの間には、リセット空間部157が設けられている。互いに隣り合う多孔菅部151Yの間には、リセット空間部157が設けられている。多孔菅部151Aおよび多孔菅部151Cに隣り合う位置には、反転空間部156が設けられている。反転空間部156は、多孔菅部151Aおよび多孔菅部151Cに対してリセット空間部157の反対側に配置されている。多孔菅部151Bには、冷媒排出用配管142が接続されている。多孔菅部151Dには、冷媒供給用配管141が接続されている。   A reset space portion 157 is provided between the adjacent porous flange portions 151X. A reset space 157 is provided between the adjacent porous flanges 151Y. An inversion space portion 156 is provided at a position adjacent to the porous flange portion 151A and the porous flange portion 151C. The inversion space portion 156 is disposed on the opposite side of the reset space portion 157 with respect to the porous flange portion 151A and the porous flange portion 151C. A refrigerant discharge pipe 142 is connected to the perforated portion 151B. A refrigerant supply pipe 141 is connected to the perforated portion 151D.

冷媒通路形成部材120は、ケース体126と、蓋体121と、仕切り壁127と、複数の押し出し成形材131とを有する。ケース体126は、一方向に開口する筐体形状を有する。蓋体121は、ケース体126の開口部を閉塞するように設けられている。蓋体121は、ロウ付けによりケース体126に接合されている。仕切り壁127は、ケース体126内に収容されている。仕切り壁127は、複数の多孔菅部151Xと複数の多孔菅部151Yとを隔てるように設けられている。   The refrigerant passage forming member 120 includes a case body 126, a lid body 121, a partition wall 127, and a plurality of extrusion molding materials 131. The case body 126 has a housing shape that opens in one direction. The lid 121 is provided so as to close the opening of the case body 126. The lid 121 is joined to the case body 126 by brazing. The partition wall 127 is accommodated in the case body 126. The partition wall 127 is provided so as to separate the plurality of porous ridges 151X and the plurality of porous ridges 151Y.

押し出し成形材131は、多孔菅部151を形成している。押し出し成形材131は、アルミニウムなどの金属を押し出し成形することによって形成されている。押し出し成形材131は、平板形状の外観を有する。押し出し成形時、押し出し成形材131には、多孔菅部151におけるA/C冷媒の流路をなす複数の孔152が形成される。押し出し成形材131は、ケース体126内に収容されるとともに、複数の多孔菅部151の各々に対応する位置に配置されている。多孔菅部151Xを形成する押し出し成形材131と、多孔菅部151Yを形成する押し出し成形材131とが、仕切り壁127を隔てた両側に配置されている。   The extrusion molding material 131 forms a porous flange 151. The extruded material 131 is formed by extruding a metal such as aluminum. The extrusion molding material 131 has a flat plate-like appearance. At the time of extrusion molding, the extrusion molding material 131 is formed with a plurality of holes 152 that form the flow path of the A / C refrigerant in the porous flange 151. The extrusion molding material 131 is accommodated in the case body 126 and disposed at a position corresponding to each of the plurality of porous flanges 151. The extrusion molding material 131 that forms the porous flange portion 151X and the extrusion molding material 131 that forms the porous flange portion 151Y are disposed on both sides of the partition wall 127.

互いに隣り合う押し出し成形材131間の空間には、リセット空間部157が形成されている。リセット空間部157には、その両側に配置される押し出し成形材131の複数の孔152が開放されている。押し出し成形材131の複数の孔152は、リセット空間部157において1つの空間に開放されている。リセット空間部157におけるA/C冷媒の流路断面は、多孔菅部151におけるA/C冷媒の流路断面よりも大きい。リセット空間部157は、その両側に配置される2つの押し出し成形材131と、ケース体126と、蓋体121と、仕切り壁127とに囲まれた空間に形成されている。   A reset space 157 is formed in the space between the extrusion molding materials 131 adjacent to each other. In the reset space 157, a plurality of holes 152 of the extrusion molding 131 disposed on both sides thereof are opened. The plurality of holes 152 of the extrusion molding material 131 are opened to one space in the reset space 157. The flow path cross section of the A / C refrigerant in the reset space 157 is larger than the flow path cross section of the A / C refrigerant in the porous flange 151. The reset space 157 is formed in a space surrounded by two extruded moldings 131, a case body 126, a lid body 121, and a partition wall 127 arranged on both sides thereof.

多孔菅部151Aを形成する押し出し成形材131と、多孔菅部151Cを形成する押し出し成形材131とに隣り合う空間には、反転空間部156が形成されている。反転空間部156には、多孔菅部151Aを形成する押し出し成形材131の複数の孔152と、多孔菅部151Cを形成する押し出し成形材131の複数の孔152とが開放されている。反転空間部156は、多孔菅部151Aを形成する押し出し成形材131と、多孔菅部151Cを形成する押し出し成形材131と、ケース体126と、蓋体121と、仕切り壁127とに囲まれた空間に形成されている。   An inversion space portion 156 is formed in a space adjacent to the extrusion molding material 131 that forms the porous flange portion 151A and the extrusion molding material 131 that forms the porous flange portion 151C. In the inversion space portion 156, a plurality of holes 152 of the extrusion molding material 131 forming the porous flange portion 151A and a plurality of holes 152 of the extrusion molding material 131 forming the porous flange portion 151C are opened. The inversion space portion 156 is surrounded by the extrusion molding material 131 that forms the porous flange portion 151A, the extrusion molding material 131 that forms the porous flange portion 151C, the case body 126, the lid body 121, and the partition wall 127. It is formed in space.

冷媒通路形成部材120には、リセット空間部157および反転空間部156において排出された気泡を回収するための図示しないガス回収機構が設けられている。ガス回収機構は、たとえば、一定の圧力以上となると開放し、リセット空間部157および反転空間部156の上面に設けられるバルブにより構成される。そのガス回収機構により回収された気泡は、気相冷媒として、図2中に示す冷却部30と気液分離器40とを繋ぐ冷媒通路35を通じて気液分離器40に戻される。   The refrigerant passage forming member 120 is provided with a gas recovery mechanism (not shown) for recovering bubbles discharged in the reset space portion 157 and the inversion space portion 156. The gas recovery mechanism is configured by, for example, a valve that is opened when the pressure becomes equal to or higher than a certain pressure, and is provided on the upper surfaces of the reset space 157 and the inversion space 156. The bubbles recovered by the gas recovery mechanism are returned to the gas-liquid separator 40 as a gas-phase refrigerant through the refrigerant passage 35 connecting the cooling unit 30 and the gas-liquid separator 40 shown in FIG.

冷媒供給用配管141を通じて冷媒通路32に供給されたA/C冷媒は、多孔菅部151とリセット空間部157とを交互に流れた後、多孔菅部151Cから反転空間部156に流入する。A/C冷媒は、反転空間部156においてその流れ方向を反転させ、多孔菅部151Aに流入する。さらに、A/C冷媒は、多孔菅部151とリセット空間部157とを交互に流れた後、冷媒排出用配管142を通じて冷媒通路32から排出される。A/C冷媒は、冷媒通路32を流通する間、インバータ素子110から伝熱された冷媒通路形成部材120と熱交換することによって、EV機器31を冷却する。冷媒通路形成部材120は、EV機器31とA/C冷媒との間の熱交換を行なう熱交換器として機能する。   The A / C refrigerant supplied to the refrigerant passage 32 through the refrigerant supply pipe 141 flows alternately through the porous ridges 151 and the reset space 157, and then flows into the reversal space 156 from the porous ridges 151C. The A / C refrigerant reverses the flow direction in the inversion space portion 156 and flows into the porous ridge portion 151A. Further, the A / C refrigerant flows alternately through the perforated wall portion 151 and the reset space portion 157, and then is discharged from the refrigerant passage 32 through the refrigerant discharge pipe 142. While the A / C refrigerant flows through the refrigerant passage 32, the A / C refrigerant cools the EV device 31 by exchanging heat with the refrigerant passage forming member 120 transferred from the inverter element 110. The refrigerant passage forming member 120 functions as a heat exchanger that performs heat exchange between the EV device 31 and the A / C refrigerant.

なお、本実施の形態では、複数の多孔菅部151を2列に渡って設けたが、これに限られず、複数の多孔菅部151を3列以上の複数列に渡って設けてもよい。この場合、反転空間部156が、各列に並ぶ複数の多孔菅部151の一方の端と他方の端とに交互に設けられ、A/C冷媒は蛇行しながら冷媒通路32を流れる。   In the present embodiment, the plurality of porous ridges 151 are provided in two rows. However, the present invention is not limited to this, and the plurality of porous ridges 151 may be provided in three or more rows. In this case, the inversion space portions 156 are alternately provided at one end and the other end of the plurality of porous flange portions 151 arranged in each row, and the A / C refrigerant flows through the refrigerant passage 32 while meandering.

本実施の形態における電気機器の冷却装置では、EV機器31の冷却に車室空調用の冷媒(A/C冷媒)を利用する。A/C冷媒は、ガス化(蒸発)し易く、また、ガス状態と液体状態との間の比重差が大きいなどの特徴を有する。このようなA/C冷媒を用いた場合、EV機器31の発熱源であるインバータ素子110において、ヒートスポット的な発熱が生じたり、発熱負荷が短時間に変動したりすると、蒸発潜熱として熱を吸収したA/C冷媒が気泡化し、その気泡同士の干渉が生じたりする。これにより、EV機器31の冷却効率にばらつきが生じる懸念が発生する。   In the electric device cooling apparatus according to the present embodiment, a refrigerant for air conditioning of the passenger compartment (A / C refrigerant) is used for cooling the EV device 31. The A / C refrigerant is easy to gasify (evaporate) and has a feature such as a large specific gravity difference between the gas state and the liquid state. When such an A / C refrigerant is used, in the inverter element 110 that is the heat generation source of the EV device 31, if heat generation like a heat spot occurs or the heat generation load fluctuates in a short time, heat is generated as latent heat of evaporation. The absorbed A / C refrigerant is bubbled, and interference between the bubbles may occur. As a result, there is a concern that the cooling efficiency of the EV device 31 varies.

これに対して、本実施の形態では、互いに隣り合う多孔菅部151間に、多孔菅部151に形成された流路が開放されるリセット空間部157が設けられる。このような構成により、リセット空間部157において、多孔菅部151で生じたA/C冷媒の気泡を排出したり、A/C冷媒を攪拌することによってA/C冷媒の温度差を抑えたりできる。また、本実施の形態では、多孔菅部151Aと多孔菅部151Cとの間に反転空間部156を形成することによって、A/C冷媒の流れを往復(Uターン)流れとする。これにより、反転空間部156において、A/C冷媒の流れ方向を反転させつつ温度差のあるA/C冷媒を攪拌させたり、A/C冷媒中の気泡を排出したりできる。これにより、より均等な温度を有するA/C冷媒が気泡を含まない状態で多孔菅部151に供給されるため、EV機器31の冷却効率にばらつきが生じることを抑制できる。   On the other hand, in the present embodiment, a reset space 157 in which a flow path formed in the porous ridge portion 151 is opened is provided between the adjacent porous ridge portions 151. With such a configuration, in the reset space portion 157, it is possible to discharge the A / C refrigerant bubbles generated in the perforated trough 151, or to suppress the temperature difference of the A / C refrigerant by stirring the A / C refrigerant. . Moreover, in this Embodiment, the flow of an A / C refrigerant | coolant is made into a reciprocating (U-turn) flow by forming the inversion space part 156 between the porous collar part 151A and the porous collar part 151C. Thereby, in the reversal space 156, the A / C refrigerant having a temperature difference can be stirred while the flow direction of the A / C refrigerant is reversed, or the bubbles in the A / C refrigerant can be discharged. Thereby, since the A / C refrigerant having a more uniform temperature is supplied to the perforated flange 151 in a state in which bubbles are not included, it is possible to suppress variation in the cooling efficiency of the EV device 31.

また、EV機器31をA/C冷媒を用いた冷却する場合、その熱交換器は、熱を奪い易いように平面形状であり、かつ、高耐圧性(たとえば、3MPa以上)を有することが要望される。本実施の形態では、多孔菅部151に押し出し成形材131を用いることにより、このような要望を低コストで実現することができる。   Further, when the EV apparatus 31 is cooled using an A / C refrigerant, the heat exchanger is required to have a planar shape so as to easily take heat and to have high pressure resistance (for example, 3 MPa or more). Is done. In this Embodiment, such a request can be implement | achieved by low cost by using the extrusion molding material 131 for the porous collar part 151. FIG.

なお、A/C冷媒は、熱交換器内で気液2相流体であるため、熱の吸収に伴って気相割合が増加する(乾き度が増加)。つまり、A/C冷媒は、乾き度を変化させながら熱交換器内を流通する。このため、A/C冷媒を用いる場合、熱交換器の下側からA/C冷媒を供給し、熱交換器の上側からA/C冷媒を排出する構造とする方が、気体が上側に逃げ易いため有利である。冷媒排出部が上側となるように熱交換器を傾けてもよい。   In addition, since A / C refrigerant | coolant is a gas-liquid two-phase fluid within a heat exchanger, a gaseous-phase ratio increases with heat absorption (dryness increases). That is, the A / C refrigerant flows through the heat exchanger while changing the dryness. For this reason, when using an A / C refrigerant, the gas escapes upward when the A / C refrigerant is supplied from the lower side of the heat exchanger and the A / C refrigerant is discharged from the upper side of the heat exchanger. It is advantageous because it is easy. The heat exchanger may be tilted so that the refrigerant discharge part is on the upper side.

複数の多孔菅部151は、第1の多孔菅部としての多孔菅部151pと、第2の多孔菅部としての多孔菅部151qとの2種類から構成されている。多孔菅部151pと多孔菅部151qとは、A/C冷媒の流れ方向において互いに隣り合って配置されている。多孔菅部151pと多孔菅部151qとは、冷媒の流れ方向において交互に配置されている。反転空間部156を挟んで互いに隣り合う多孔菅部151Aおよび多孔菅部151Cの種類は、それぞれ、多孔菅部151pおよび多孔菅部151qである。   The plurality of porous ridges 151 are composed of two types of porous ridges 151p as first porous ridges and porous ridges 151q as second porous ridges. The porous flange 151p and the porous flange 151q are arranged adjacent to each other in the flow direction of the A / C refrigerant. The porous ridges 151p and the porous ridges 151q are alternately arranged in the flow direction of the refrigerant. The types of the porous flange 151A and the porous flange 151C that are adjacent to each other across the inversion space 156 are the porous flange 151p and the porous flange 151q, respectively.

多孔菅部151pが有する多孔菅形状と、多孔菅部151qが有する多孔菅形状とは、互いに異なる。多孔菅部151pが有する多孔菅形状と、多孔菅部151qが有する多孔菅形状とでは、A/C冷媒の流路を形成する孔152の形状や数、位置が異なる。図8に示されるように、本実施の形態では、多孔菅部151qが、矩形断面の4つの孔と、その両側に配置された円形断面の2つの孔とからなる多孔菅形状を有するのに対して、多孔菅部151pは、円形断面の9つの孔からなる多孔菅形状を有する。   The porous ridge shape of the porous ridge portion 151p is different from the porous ridge shape of the porous ridge portion 151q. The shape, number, and position of the holes 152 that form the flow path of the A / C refrigerant are different between the shape of the perforated portion of the perforated portion 151p and the shape of the perforated portion of the perforated portion 151q. As shown in FIG. 8, in the present embodiment, the porous ridge portion 151 q has a porous ridge shape including four holes having a rectangular cross section and two holes having a circular cross section disposed on both sides thereof. On the other hand, the porous ridge portion 151p has a porous ridge shape composed of nine holes having a circular cross section.

このような構成によれば、多孔菅形状が異なる多孔菅部151pと多孔菅部151qとの間でA/C冷媒の流れの形態に変化が生じる。このため、リセット空間部157や反転空間部156において、気泡の排出やA/C冷媒の攪拌を促進させることができる。   According to such a configuration, a change occurs in the form of the flow of the A / C refrigerant between the porous ridge portion 151p and the porous ridge portion 151q having different porous ridge shapes. For this reason, in the reset space part 157 and the inversion space part 156, discharge of bubbles and stirring of the A / C refrigerant can be promoted.

図9は、図8中の多孔菅部が有する多孔菅形状の第1変形例を示す断面図である。図10は、図8中の多孔菅部が有する多孔菅形状の第2変形例を示す断面図である。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing a first modified example of a porous ridge shape which the porous ridge portion in FIG. 8 has. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a second modified example of the porous ridge shape of the porous ridge portion in FIG.

図9を参照して、本変形例では、多孔菅部151qが、円形断面の5つの孔からなる多孔菅形状を有するのに対して、多孔菅部151pは、円形断面の7つの孔からなる多孔菅形状を有する。図10を参照して、本変形例では、多孔菅部151qが、両端と中心とに配置された三角断面の3つの孔と、その三角断面の孔の間に配置された矩形断面の2つの孔とからなる多孔菅形状を有するのに対して、多孔菅部151pは、両端と中心とに配置された矩形断面の3つの孔と、その矩形断面の孔の間に配置された三角断面の2つの孔とからなる多孔菅形状を有する。   Referring to FIG. 9, in the present modification, the multi-hole ridge portion 151q has a multi-pore shape including five holes having a circular cross section, whereas the multi-hole portion 151p includes seven holes having a circular cross section. It has a porous shape. Referring to FIG. 10, in the present modification, the multi-hole ridge portion 151q includes three holes having a triangular cross section disposed at both ends and the center, and two rectangular cross sections disposed between the holes of the triangular cross section. While the perforated portion 151p has a rectangular cross section disposed between three holes of a rectangular cross section arranged at both ends and the center, and a hole of the rectangular cross section It has a perforated shape consisting of two holes.

これらの変形例においても、リセット空間部157や反転空間部156において気泡の排出やA/C冷媒の攪拌を促進させる効果を得ることができる。   Also in these modified examples, it is possible to obtain the effect of promoting the discharge of bubbles and the stirring of the A / C refrigerant in the reset space 157 and the inversion space 156.

図11は、図7中の冷却部の変形例を示す正面図である。図12は、図11中のXII−XII線上に沿った冷却部を示す断面図である。   FIG. 11 is a front view showing a modification of the cooling unit in FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view showing the cooling unit along the line XII-XII in FIG.

図11および図12を参照して、本変形例では、複数の多孔菅部151が、各多孔菅部151を流れる冷媒の流れ方向に直交する方向に並んで設けられている。反転空間部156は、A/C冷媒の流れ方向において互いに隣り合う多孔菅部151間に配置されている。反転空間部156は、その両側に配置された多孔菅部151間でA/C冷媒の流れを反転させるように設けられている。複数の多孔菅部151は、多孔菅部151pと多孔菅部151qとの2種類から構成されている。多孔菅部151pと多孔菅部151qとは、A/C冷媒の流れ方向において互いに隣り合って配置されている。多孔菅部151pと多孔菅部151qとは、冷媒の流れ方向において交互に配置されている。   With reference to FIG. 11 and FIG. 12, in the present modification, a plurality of porous ridge portions 151 are provided side by side in a direction orthogonal to the flow direction of the refrigerant flowing through each porous ridge portion 151. The inversion space portion 156 is disposed between the porous flange portions 151 adjacent to each other in the flow direction of the A / C refrigerant. The inversion space portion 156 is provided so as to invert the flow of the A / C refrigerant between the porous flange portions 151 disposed on both sides thereof. The plurality of porous ridges 151 are composed of two types of porous ridges 151p and porous ridges 151q. The porous flange 151p and the porous flange 151q are arranged adjacent to each other in the flow direction of the A / C refrigerant. The porous ridges 151p and the porous ridges 151q are alternately arranged in the flow direction of the refrigerant.

冷媒供給用配管141を通じて冷媒通路32に供給されたA/C冷媒は、蛇行しながら多孔菅部151と反転空間部156とを交互に流れ、図示しない冷媒排出用配管を通じて冷媒通路32から排出される。   The A / C refrigerant supplied to the refrigerant passage 32 through the refrigerant supply pipe 141 flows alternately through the perforated flange portion 151 and the inversion space portion 156 while meandering, and is discharged from the refrigerant passage 32 through a refrigerant discharge pipe (not shown). The

本変形例では、図7中のリセット空間部157が反転空間部156と同一の空間として設けられている。   In this modification, the reset space 157 in FIG. 7 is provided as the same space as the inversion space 156.

以上に説明した、この発明の実施の形態1における電気機器の冷却装置の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における電気機器の冷却装置は、車両に搭載された電気機器としてのEV機器31の冷却装置である。電気機器の冷却装置は、平板形状を有し、EV機器31に含まれる発熱源としてのインバータ素子110が接続される冷媒通路形成部材120を備える。冷媒通路形成部材120には、その平面方向に車室空調用の冷媒が流通する冷媒通路32が形成される。冷媒通路32は、冷媒の流れ方向に対して並列に並ぶ多孔菅形状を有し、互いに間隔を設けて配置される複数の多孔菅部151と、冷媒の流れ方向において互いに隣り合う多孔菅部151の間に設けられ、冷媒に含まれる気泡を排出するリセット空間部157と、冷媒の流れ方向において互いに隣り合う多孔菅部151を互いに連通させ、その隣り合う多孔菅部151の間で冷媒の流れ方向を反転させる反転空間部156とを有する。   The structure of the electric device cooling apparatus according to Embodiment 1 of the present invention described above will be described together. The electric apparatus cooling device according to the present embodiment is an EV apparatus 31 as an electric apparatus mounted on a vehicle. The cooling device. The cooling device for an electric device has a flat plate shape and includes a refrigerant passage forming member 120 to which an inverter element 110 as a heat source included in the EV device 31 is connected. The refrigerant passage forming member 120 is formed with a refrigerant passage 32 through which a refrigerant for air conditioning in the passenger compartment flows. The refrigerant passage 32 has a plurality of porous flanges 151 arranged in parallel to the refrigerant flow direction, and a plurality of porous flanges 151 arranged at intervals from each other, and the porous flanges 151 adjacent to each other in the refrigerant flow direction. The reset space 157 that discharges bubbles contained in the refrigerant and the porous flanges 151 that are adjacent to each other in the refrigerant flow direction communicate with each other, and the refrigerant flows between the adjacent porous flanges 151 And an inversion space portion 156 for inverting the direction.

このように構成された、この発明の実施の形態1における電気機器の冷却装置によれば、互いに隣り合う多孔菅部151の間にリセット空間部157もしくは反転空間部156を設けることによって、A/C冷媒の気泡を排出したり、温度差のあるA/C冷媒を攪拌したりできる。これにより、ガス化し易い、ガス状態と液体状態との間の比重差が大きいといった特徴を有するA/C冷媒を利用した冷却構造にもかかわらず、EV機器31の冷却効率にばらつきが生じることを抑制できる。   According to the electrical apparatus cooling device in Embodiment 1 of the present invention configured as described above, by providing the reset space portion 157 or the inversion space portion 156 between the adjacent porous flange portions 151, the A / The bubbles of C refrigerant can be discharged, or the A / C refrigerant having a temperature difference can be stirred. As a result, the cooling efficiency of the EV device 31 varies depending on the cooling structure using the A / C refrigerant that is easily gasified and has a large specific gravity difference between the gas state and the liquid state. Can be suppressed.

(実施の形態2)
図13は、この発明の実施の形態2における電気機器の冷却装置において、図2中の冷却部の構造を示す正面図である。図14は、図13中のXIV−XIV線上に沿った冷却部を示す断面図である。以下、本実施の形態における電気機器の冷却装置の構造を説明するに当たって、実施の形態1における電気機器の冷却装置と重複する構造については、その説明を繰り返さない。
(Embodiment 2)
FIG. 13 is a front view showing the structure of the cooling unit in FIG. 2 in the cooling apparatus for electric equipment according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 14 is a cross-sectional view showing the cooling unit along line XIV-XIV in FIG. 13. Hereinafter, in the description of the structure of the cooling device for electric equipment in the present embodiment, the description of the structure that overlaps with the cooling device for electric equipment in Embodiment 1 will not be repeated.

図13および図14を参照して、冷却部30は、冷媒通路形成部材120、図示しない冷媒供給用配管および冷媒排出用配管142を有する。冷媒通路形成部材120には、図2中の冷媒通路32に加えて、冷媒配置空間181が形成されている。   Referring to FIGS. 13 and 14, cooling unit 30 includes a refrigerant passage forming member 120, a refrigerant supply pipe and a refrigerant discharge pipe 142 (not shown). In the refrigerant passage forming member 120, a refrigerant arrangement space 181 is formed in addition to the refrigerant passage 32 in FIG.

冷媒通路32は、A/C冷媒の流れ方向に対して並列に並ぶ多孔菅形状を有する複数の多孔菅部151と、冷媒の流れを反転させるための反転空間部156とを含む複数の区間から構成されている。複数の多孔菅部151は、各多孔菅部151を流れる冷媒の流れ方向に直交する方向に並んで設けられている。   The refrigerant passage 32 is formed from a plurality of sections including a plurality of porous ridge portions 151 having a porous ridge shape arranged in parallel with the flow direction of the A / C refrigerant, and an inversion space portion 156 for inverting the flow of the refrigerant. It is configured. The plurality of porous ridges 151 are provided side by side in a direction orthogonal to the flow direction of the refrigerant flowing through each porous ridge 151.

図13中に示された範囲の中で、冷媒流れの上流側に設けられた多孔菅部151を多孔菅部151Aといい、冷媒の流れ方向において多孔菅部151Aと隣り合い、冷媒流れの下流側に設けられた多孔菅部151を多孔菅部151Bという。反転空間部156は、A/C冷媒の流れ方向において互いに隣り合う多孔菅部151間に配置されている。反転空間部156は、多孔菅部151Aと多孔菅部151Bとを互いに連通させるように設けられている。反転空間部156は、その両側に配置された多孔菅部151Aと多孔菅部151Bとの間でA/C冷媒の流れを反転させるように設けられている。   In the range shown in FIG. 13, the porous flange 151 provided on the upstream side of the refrigerant flow is referred to as a porous flange 151 </ b> A, adjacent to the porous flange 151 </ b> A in the refrigerant flow direction, and downstream of the refrigerant flow. The perforated portion 151 provided on the side is referred to as a perforated portion 151B. The inversion space portion 156 is disposed between the porous flange portions 151 adjacent to each other in the flow direction of the A / C refrigerant. The inversion space portion 156 is provided so that the perforated trough portion 151A and the perforated trough portion 151B communicate with each other. The inversion space portion 156 is provided so as to invert the flow of the A / C refrigerant between the porous flange portions 151A and the porous flange portions 151B arranged on both sides thereof.

複数の多孔菅部151は、多孔菅部151pと多孔菅部151qとの2種類から構成されている。多孔菅部151pと多孔菅部151qとは、A/C冷媒の流れ方向において互いに隣り合って配置されている。多孔菅部151pと多孔菅部151qとは、冷媒の流れ方向において交互に配置されている。多孔菅部151pおよび多孔菅部151qは、ともに矩形断面の4つの孔からなる多孔菅形状を有するが、孔の断面の大きさが互いに異なる。   The plurality of porous ridges 151 are composed of two types of porous ridges 151p and porous ridges 151q. The porous flange 151p and the porous flange 151q are arranged adjacent to each other in the flow direction of the A / C refrigerant. The porous ridges 151p and the porous ridges 151q are alternately arranged in the flow direction of the refrigerant. Both the perforated portion 151p and the perforated portion 151q have a perforated shape including four holes having a rectangular cross section, but the cross-sectional sizes of the holes are different from each other.

図示しない冷媒供給用配管を通じて冷媒通路32に供給されたA/C冷媒は、蛇行しながら、多孔菅部151と反転空間部156とを交互に流れ、冷媒排出用配管142を通じて冷媒通路32から排出される。   The A / C refrigerant supplied to the refrigerant passage 32 through a refrigerant supply pipe (not shown) alternately flows through the perforated portion 151 and the inversion space portion 156 while meandering, and is discharged from the refrigerant passage 32 through the refrigerant discharge pipe 142. Is done.

冷媒配置空間181は、冷媒通路32とは独立した経路で形成されている。冷媒配置空間181は、冷媒通路形成部材120の厚み方向において冷媒通路32と積み重なって設けられている。素子搭載面122を正面から見た場合に、冷媒配置空間181と冷媒通路32とは、互いに重なって設けられている。冷媒配置空間181は、冷媒通路32と、素子搭載面122に搭載されたインバータ素子110との間に設けられている。   The refrigerant arrangement space 181 is formed by a path independent of the refrigerant passage 32. The refrigerant arrangement space 181 is provided so as to be stacked with the refrigerant passage 32 in the thickness direction of the refrigerant passage forming member 120. When the element mounting surface 122 is viewed from the front, the refrigerant arrangement space 181 and the refrigerant passage 32 overlap each other. The refrigerant arrangement space 181 is provided between the refrigerant passage 32 and the inverter element 110 mounted on the element mounting surface 122.

冷媒配置空間181には、冷媒が配置されている。本実施の形態では、冷媒配置空間181に冷媒が貯留されている。冷媒は、冷媒配置空間181に密封配置されている。   A refrigerant is arranged in the refrigerant arrangement space 181. In the present embodiment, the refrigerant is stored in the refrigerant arrangement space 181. The refrigerant is hermetically arranged in the refrigerant arrangement space 181.

冷媒配置空間181に貯留される冷媒は、冷媒通路32に流通されるA/C冷媒とは異なる冷媒である。冷媒配置空間181に貯留される冷媒は、冷媒通路32に流通されるA/C冷媒の比熱よりも大きい比熱を有する。すなわち、冷媒配置空間181に貯留される冷媒は、冷媒通路32に流通されるA/C冷媒よりも温まり難く、冷め難い特性を有する。冷媒配置空間181に貯留される冷媒としては、たとえば、熱伝導性の良いゲル媒体が用いられる。   The refrigerant stored in the refrigerant arrangement space 181 is a refrigerant different from the A / C refrigerant circulated through the refrigerant passage 32. The refrigerant stored in the refrigerant arrangement space 181 has a specific heat larger than the specific heat of the A / C refrigerant flowing through the refrigerant passage 32. That is, the refrigerant stored in the refrigerant arrangement space 181 has a characteristic that it is harder to be warmed and harder to cool than the A / C refrigerant circulated in the refrigerant passage 32. As the refrigerant stored in the refrigerant arrangement space 181, for example, a gel medium having good thermal conductivity is used.

冷媒通路形成部材120は、押し出し成形材161と、仕切り壁127と、蓋体162および蓋体163とを有する。   The refrigerant passage forming member 120 includes an extrusion molding material 161, a partition wall 127, a lid body 162, and a lid body 163.

押し出し成形材161は、多孔菅部151と、反転空間部156と、冷媒配置空間181とを形成している。押し出し成形材161は、アルミニウムなどの金属を押し出し成形することによって形成されている。押し出し成形材161は、平板形状の外観を有する。押し出し成形時、押し出し成形材161には、多孔菅部151におけるA/C冷媒の流路をなす複数の孔152と、冷媒配置空間181を規定する孔186とが形成される。押し出し成形後に実施される押し出し成形材161の開口端面の加工によって、反転空間部156におけるA/C冷媒の流路をなす空間が形成される。   The extrusion molding material 161 forms a porous flange 151, a reversal space 156, and a refrigerant arrangement space 181. The extrusion molding material 161 is formed by extrusion molding a metal such as aluminum. The extruded material 161 has a flat plate-like appearance. At the time of extrusion molding, the extrusion molding material 161 is formed with a plurality of holes 152 that form a flow path of the A / C refrigerant in the porous flange 151 and holes 186 that define the refrigerant arrangement space 181. By processing the opening end face of the extrusion molding material 161 that is performed after the extrusion molding, a space that forms the flow path of the A / C refrigerant in the reversal space portion 156 is formed.

仕切り壁127は、押し出し成形材161に一体に成形されている。仕切り壁127は、互いに隣り合う2つの多孔菅部151を隔てるように設けられている。蓋体162および蓋体163は、押し出し成形材161の両側の開口端をそれぞれ塞ぐように設けられている。蓋体162および蓋体163は、ロウ付けにより押し出し成形材161に接合されている。反転空間部156は、押し出し成形材161と蓋体162および蓋体163とに囲まれた空間に形成されている。   The partition wall 127 is formed integrally with the extrusion molding material 161. The partition wall 127 is provided so as to separate the two porous flange portions 151 adjacent to each other. The lid body 162 and the lid body 163 are provided so as to block the open ends on both sides of the extrusion molding material 161, respectively. The lid body 162 and the lid body 163 are joined to the extrusion molding material 161 by brazing. The inversion space portion 156 is formed in a space surrounded by the extrusion molding material 161, the lid body 162, and the lid body 163.

本実施の形態では、A/C冷媒の流れ方向において互いに隣り合う多孔菅部151(151A)と多孔菅部151(151B)との間に反転空間部156を形成することによって、A/C冷媒の流れを往復(Uターン)流れとする。これにより、反転空間部156において、A/C冷媒の流れ方向を反転させつつ温度差のあるA/C冷媒を攪拌させたり、A/C冷媒中の気泡を排出したりできる。これにより、より均等な温度を有するA/C冷媒が気泡を含まない状態で多孔菅部151に供給されるため、EV機器31の冷却効率にばらつきが生じることを抑制できる。   In the present embodiment, the inversion space portion 156 is formed between the porous ridge portion 151 (151A) and the porous ridge portion 151 (151B) that are adjacent to each other in the flow direction of the A / C refrigerant. Is a reciprocating (U-turn) flow. Thereby, in the reversal space 156, the A / C refrigerant having a temperature difference can be stirred while the flow direction of the A / C refrigerant is reversed, or the bubbles in the A / C refrigerant can be discharged. Thereby, since the A / C refrigerant having a more uniform temperature is supplied to the perforated flange 151 in a state in which bubbles are not included, it is possible to suppress variation in the cooling efficiency of the EV device 31.

また、本実施の形態では、発熱源であるインバータ素子110とA/C冷媒が流通する冷媒通路32との間に、A/C冷媒よりも大きい比熱を有する冷媒が貯留される冷媒配置空間181が設けられている。このような構成により、冷媒配置空間181に貯留された冷媒を、インバータ素子110から伝達された熱を蓄える蓄熱媒体として機能させる。これにより、インバータ素子110における発熱が短時間で大きく変動することがあっても、ヒートスポット的なA/C冷媒の沸騰(ガス化)を抑制することができる。また、冷凍サイクルは、A/C冷媒が気体、液体の状態変化を伴うため、システム応答性が遅くなる特徴があるが、そのようなシステム応答性の遅れの影響を低減することができる。   In the present embodiment, a refrigerant arrangement space 181 in which a refrigerant having a specific heat larger than that of the A / C refrigerant is stored between the inverter element 110 serving as a heat generation source and the refrigerant passage 32 through which the A / C refrigerant flows. Is provided. With such a configuration, the refrigerant stored in the refrigerant arrangement space 181 is caused to function as a heat storage medium that stores heat transferred from the inverter element 110. Thereby, even if the heat generation in the inverter element 110 fluctuates greatly in a short time, boiling (gasification) of the A / C refrigerant like a heat spot can be suppressed. In addition, the refrigeration cycle is characterized in that the system responsiveness is delayed because the A / C refrigerant is accompanied by a change in the state of gas and liquid. However, the influence of such a delay in system responsiveness can be reduced.

特にEV機器31を構成する部品は、発熱密度が高く、上記のように発熱量が短時間で大きく変動する場面が想定されるため、本実施の形態における2階建て構造を有する熱交換器がより有効に適用される。   In particular, the parts constituting the EV device 31 have a high heat generation density, and it is assumed that the heat generation amount fluctuates greatly in a short time as described above. Therefore, the heat exchanger having a two-story structure in the present embodiment is used. Applied more effectively.

さらに本実施の形態では、2階建て構造を有する熱交換器が押し出し成形材161によって一体に形成されている。このような構成により、高耐圧性を発揮する平板形状の熱交換器を低コストで実現することができる。   Further, in the present embodiment, the heat exchanger having a two-story structure is integrally formed by the extrusion molding material 161. With such a configuration, a flat plate heat exchanger exhibiting high pressure resistance can be realized at low cost.

図15は、図13中の冷却部の変形例を示す正面図である。図16は、図15中の冷却部を示す背面図である。図16中では、素子搭載面122に搭載されたインバータ素子110が省略して描かれている。図17は、図15中のXVII−XVII線上に沿った冷却部を示す断面図である。   FIG. 15 is a front view showing a modification of the cooling unit in FIG. 16 is a rear view showing the cooling unit in FIG. In FIG. 16, the inverter element 110 mounted on the element mounting surface 122 is omitted. FIG. 17 is a cross-sectional view showing the cooling unit along the line XVII-XVII in FIG. 15.

図15から図17を参照して、本変形例では、冷媒が冷媒配置空間181で流通される。   With reference to FIGS. 15 to 17, in this modification, the refrigerant is circulated in the refrigerant arrangement space 181.

より具体的には、冷却部30が、冷媒配置空間181のために設けられた冷媒供給用配管143と、図示しない冷媒排出用配管とをさらに有する。冷媒供給用配管143は、冷媒配置空間181に冷媒を供給するための冷媒供給部として、冷媒通路形成部材120に接続されている。図示しない冷媒排出用配管は、冷媒配置空間181から冷媒を排出するための冷媒排出部として、冷媒通路形成部材120に接続されている。   More specifically, the cooling unit 30 further includes a refrigerant supply pipe 143 provided for the refrigerant arrangement space 181 and a refrigerant discharge pipe (not shown). The refrigerant supply pipe 143 is connected to the refrigerant passage forming member 120 as a refrigerant supply unit for supplying the refrigerant to the refrigerant arrangement space 181. A refrigerant discharge pipe (not shown) is connected to the refrigerant passage forming member 120 as a refrigerant discharge portion for discharging the refrigerant from the refrigerant arrangement space 181.

本実施の形態では、冷媒配置空間181のために設けられた冷媒供給用配管および冷媒排出用配管の位置が、冷媒通路32のために設けられた冷媒供給用配管および冷媒排出配管の位置から上下反転している。   In the present embodiment, the positions of the refrigerant supply pipe and the refrigerant discharge pipe provided for the refrigerant arrangement space 181 are vertically changed from the positions of the refrigerant supply pipe and the refrigerant discharge pipe provided for the refrigerant passage 32. Inverted.

冷媒配置空間181は、複数の直線部182と、反転空間部183とを含む複数の区間から構成されている。直線部182は、冷媒の流れ方向に対して並列に並ぶ多孔菅形状を有する。複数の直線部182は、各直線部182を流れる冷媒の流れ方向に直交する方向に並んで設けられている。複数の直線部182は、それぞれ、複数の多孔菅部151と重なる位置に設けられている。反転空間部183は、A/C冷媒の流れ方向において互いに隣り合う直線部182間に配置されている。反転空間部183は、その両側に配置された直線部182間でA/C冷媒の流れを反転させるように設けられている。   The refrigerant arrangement space 181 includes a plurality of sections including a plurality of linear portions 182 and an inversion space portion 183. The straight portion 182 has a perforated shape aligned in parallel with the refrigerant flow direction. The plurality of straight portions 182 are provided side by side in a direction orthogonal to the flow direction of the refrigerant flowing through each straight portion 182. Each of the plurality of linear portions 182 is provided at a position overlapping with the plurality of porous flange portions 151. The inversion space portion 183 is disposed between the linear portions 182 adjacent to each other in the flow direction of the A / C refrigerant. The inversion space portion 183 is provided so as to invert the flow of the A / C refrigerant between the linear portions 182 arranged on both sides thereof.

なお、冷媒配置空間181に形成する冷媒流路の経路は、上記構成に限られないが、押し出し成形材161の押し出し成形時に冷媒通路32の多孔菅部151と同時に成形される形状が好ましい。   In addition, although the path | route of the refrigerant | coolant flow path formed in the refrigerant | coolant arrangement | positioning space 181 is not restricted to the said structure, the shape shape | molded simultaneously with the porous collar part 151 of the refrigerant path 32 at the time of extrusion molding of the extrusion molding material 161 is preferable.

冷媒配置空間181に流通される冷媒は、冷媒通路32に流通されるA/C冷媒とは異なる冷媒である。冷媒配置空間181に流通される冷媒は、冷媒通路32に流通されるA/C冷媒の比熱よりも大きい比熱を有する。媒配置空間181に流通される冷媒としては、たとえば、LLC(ロングライフクーラント)が用いられる。   The refrigerant circulated in the refrigerant arrangement space 181 is a refrigerant different from the A / C refrigerant circulated in the refrigerant passage 32. The refrigerant circulated in the refrigerant arrangement space 181 has a specific heat larger than the specific heat of the A / C refrigerant circulated in the refrigerant passage 32. For example, LLC (Long Life Coolant) is used as the refrigerant circulated in the medium arrangement space 181.

このような構成によれば、冷媒配置空間181を流通する冷媒と、冷媒通路32を流通するA/C冷媒との間の熱交換性能を向上させるとともに、冷却部30における冷却性能の応答性を高めることができる。   According to such a configuration, the heat exchange performance between the refrigerant flowing through the refrigerant arrangement space 181 and the A / C refrigerant flowing through the refrigerant passage 32 is improved, and the responsiveness of the cooling performance in the cooling unit 30 is improved. Can be increased.

以上に説明した、この発明の実施の形態2における電気機器の冷却装置の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における電気機器の冷却装置は、車両に搭載された電気機器としてのEV機器31の冷却装置である。電気機器の冷却装置は、平板形状を有し、EV機器31に含まれる発熱源としてのインバータ素子110が接続される冷媒通路形成部材120を備える。冷媒通路形成部材120には、その平面方向に車室空調用の冷媒が流通する冷媒通路32と、その厚み方向に冷媒通路32と積み重なって設けられ、冷媒が配置される冷媒配置空間181とが形成される。冷媒通路32は、冷媒の流れ方向に対して並列に並ぶ多孔菅形状を有する第1の多孔菅部としての多孔菅部151Aと、冷媒の流れ方向に対して並列に並ぶ多孔菅形状を有し、冷媒の流れ方向に対して平行に延びる仕切り壁127によって多孔菅部151Aと隔てられた第2の多孔菅部としての多孔菅部151Bと、多孔菅部151Aおよび多孔菅部151Bを互いに連通させ、多孔菅部151Aと多孔菅部151Bとの間で冷媒の流れ方向を反転させる反転空間部156とを有する。   The structure of the electric device cooling apparatus according to Embodiment 2 of the present invention described above will be described together. The electric apparatus cooling device according to the present embodiment is an EV apparatus 31 as an electric apparatus mounted on a vehicle. The cooling device. The cooling device for an electric device has a flat plate shape and includes a refrigerant passage forming member 120 to which an inverter element 110 as a heat source included in the EV device 31 is connected. The refrigerant passage forming member 120 has a refrigerant passage 32 through which a refrigerant for air conditioning of the passenger compartment flows in the plane direction, and a refrigerant arrangement space 181 in which the refrigerant passage 32 is stacked in the thickness direction and in which the refrigerant is arranged. It is formed. The refrigerant passage 32 has a perforated portion 151A as a first perforated portion having a perforated shape arranged in parallel with the refrigerant flow direction, and a perforated shape formed in parallel with the refrigerant flow direction. , The porous ridge portion 151B as the second porous ridge portion separated from the porous ridge portion 151A by the partition wall 127 extending in parallel with the refrigerant flow direction, and the porous ridge portion 151A and the porous ridge portion 151B communicate with each other. And a reversal space 156 that reverses the flow direction of the refrigerant between the perforated portion 151A and the perforated portion 151B.

このように構成された、この発明の実施の形態2における電気機器の冷却装置によれば、冷媒通路32において互いに隣り合う多孔菅部151の間に反転空間部156を設けることによって、A/C冷媒の気泡を排出したり、温度差のあるA/C冷媒を攪拌したりできる。また、冷媒通路32と冷媒配置空間181との2階建て構造により、冷媒通路32内でA/C冷媒による冷却効率が局所的に低下する場合であっても、その影響を冷媒配置空間181に配置された冷媒によって緩和することができる。これにより、ガス化し易い、ガス状態と液体状態との間の比重差が大きいといった特徴を有するA/C冷媒を利用した冷却構造にもかかわらず、EV機器31の冷却効率にばらつきが生じることを抑制できる。   According to the cooling device for electric equipment according to Embodiment 2 of the present invention configured as described above, by providing the inversion space portion 156 between the adjacent porous flange portions 151 in the refrigerant passage 32, the A / C The bubbles of the refrigerant can be discharged, or the A / C refrigerant having a temperature difference can be stirred. Even if the cooling efficiency by the A / C refrigerant is locally reduced in the refrigerant passage 32 due to the two-story structure of the refrigerant passage 32 and the refrigerant arrangement space 181, the influence is exerted on the refrigerant arrangement space 181. It can be mitigated by the arranged refrigerant. As a result, the cooling efficiency of the EV device 31 varies depending on the cooling structure using the A / C refrigerant that is easily gasified and has a large specific gravity difference between the gas state and the liquid state. Can be suppressed.

なお、実施の形態1および実施の形態2で説明した電気機器の冷却装置の構造を適宜組み合わせて、新たな冷却装置を構成してもよい。たとえば、図11および図13中に示す冷却部30において、図7中に示すように、リセット空間部157を間に挟みながら冷媒の流れ方向に沿って複数の多孔菅部151を設けてもよい。   Note that a new cooling device may be configured by appropriately combining the structure of the cooling device for an electric device described in the first embodiment and the second embodiment. For example, in the cooling unit 30 shown in FIGS. 11 and 13, as shown in FIG. 7, a plurality of porous ridges 151 may be provided along the refrigerant flow direction with the reset space 157 interposed therebetween. .

また、実施の形態1および実施の形態2では、本発明をハイブリッド自動車に搭載されるEV機器31の冷却に適用した場合について説明したが、冷却対象となる電気機器は、以下に一例を挙げるように、これに限られるものではない。   In the first and second embodiments, the case where the present invention is applied to the cooling of the EV device 31 mounted on the hybrid vehicle has been described. However, the following is an example of the electric device to be cooled. However, it is not limited to this.

図18は、車両に搭載されるバッテリの冷却装置を示す斜視図である。図18を参照して、複数のバッテリセル191が一方向に積層されてバッテリ190が構成されている。バッテリ190の両側には、実施の形態1および実施の形態2において説明した冷媒通路形成部材120が設けられている。   FIG. 18 is a perspective view showing a battery cooling device mounted on a vehicle. Referring to FIG. 18, a battery 190 is configured by stacking a plurality of battery cells 191 in one direction. On both sides of battery 190, refrigerant passage forming members 120 described in the first and second embodiments are provided.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明は、たとえば、モータジェネレータおよびインバータなどの電気機器を搭載するハイブリッド自動車や電気自動車などの車両に適用される。   The present invention is applied to a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle on which electric devices such as a motor generator and an inverter are mounted.

10 蒸気圧縮式冷凍サイクル、12 圧縮機、14,15,18 熱交換器、16 膨張弁、21,22,23,24,25,26,27,32,34,35,36,36a,36b,51 冷媒通路、28 流量調整弁、30 冷却部、31 EV機器、40 気液分離器、42 コンデンサファン、52 切り換え弁、54 逆止弁、57,58 弁、60 地面、90 ダクト、91 ダクト入口、92 ダクト出口、93 ファン、100 エンジン、110 インバータ素子、120 冷媒通路形成部材、121,162,163 蓋体、122 素子搭載面、126 ケース体、127 仕切り壁、131,161 押し出し成形材、141,143 冷媒供給用配管、142 冷媒排出用配管、151,151A,151B,151C,151D,151X,151Y,151p,151q 多孔菅部、152 孔、156,183 反転空間部、157 リセット空間部、181 冷媒配置空間、182 直線部、190 バッテリ、191 バッテリセル、200 駆動ユニット、400 走行用バッテリ、500,600 ケーブル、1000 車両。   10 Vapor compression refrigeration cycle, 12 compressor, 14, 15, 18 heat exchanger, 16 expansion valve, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 32, 34, 35, 36, 36a, 36b, 51 Refrigerant passage, 28 Flow control valve, 30 Cooling unit, 31 EV equipment, 40 Gas-liquid separator, 42 Condenser fan, 52 Switching valve, 54 Check valve, 57, 58 Valve, 60 Ground, 90 Duct, 91 Duct inlet , 92 Duct outlet, 93 Fan, 100 Engine, 110 Inverter element, 120 Refrigerant passage forming member, 121, 162, 163 Lid, 122 Element mounting surface, 126 Case body, 127 Partition wall, 131, 161 Extruded molding material, 141 , 143 Refrigerant supply pipe, 142 Refrigerant discharge pipe, 151, 151A, 151B, 151C, 151 , 151X, 151Y, 151p, 151q Porous collar part, 152 holes, 156, 183 Inverted space part, 157 Reset space part, 181 Refrigerant arrangement space, 182 Linear part, 190 Battery, 191 Battery cell, 200 Drive unit, 400 For traveling Battery, 500,600 cable, 1000 vehicle.

Claims (6)

車両に搭載された電気機器の冷却装置であって、
平板形状を有し、電気機器に含まれる発熱源が接続される冷媒通路形成部材を備え、
前記冷媒通路形成部材には、その平面方向に車室空調用の冷媒が流通する冷媒通路と、その厚み方向に前記冷媒通路と積み重なって設けられ、冷媒が配置される冷媒配置空間とが形成され、
前記冷媒通路は、冷媒の流れ方向に対して並列に並ぶ多孔菅形状を有する第1の多孔菅部と、冷媒の流れ方向に対して並列に並ぶ多孔菅形状を有し、冷媒の流れ方向に対して平行に延びる仕切り壁によって前記第1の多孔菅部と隔てられた第2の多孔菅部と、前記第1の多孔菅部および前記第2の多孔菅部を互いに連通させ、前記第1の多孔菅部と前記第2の多孔菅部との間で冷媒の流れ方向を反転させる反転空間部とを有する、電気機器の冷却装置。
A cooling device for electric equipment mounted on a vehicle,
It has a flat plate shape, and includes a refrigerant passage forming member to which a heat source included in an electric device is connected,
The refrigerant passage forming member is provided with a refrigerant passage through which a refrigerant for air conditioning of the passenger compartment flows in the plane direction, and a refrigerant arrangement space in which the refrigerant passage is arranged in the thickness direction so as to be disposed. ,
The refrigerant passage has a first porous ridge portion having a porous ridge shape arranged in parallel with the refrigerant flow direction, and a porous ridge shape arranged in parallel with the refrigerant flow direction, in the refrigerant flow direction. A second porous flange part separated from the first porous flange part by a partition wall extending in parallel with the first porous flange part, and the first porous flange part and the second porous flange part, and A cooling device for an electric device, comprising: a reversing space portion for reversing the flow direction of the refrigerant between the porous reed portion and the second porous reed portion.
前記発熱源は、前記発熱源と前記冷媒通路との間に前記冷媒配置空間が位置するように前記冷媒通路形成部材に接続され、
前記冷媒配置空間には、前記冷媒通路を流通する冷媒よりも大きい比熱を有する冷媒が配置される、請求項1に記載の電気機器の冷却装置。
The heat generation source is connected to the refrigerant passage forming member such that the refrigerant arrangement space is located between the heat generation source and the refrigerant passage,
The cooling device for an electric device according to claim 1, wherein a refrigerant having a specific heat larger than that of the refrigerant flowing through the refrigerant passage is arranged in the refrigerant arrangement space.
前記冷媒配置空間には、前記冷媒通路を流通する冷媒とは異なる冷媒が貯留される、請求項1または2に記載の電気機器の冷却装置。   The cooling device for an electric device according to claim 1, wherein a refrigerant different from the refrigerant flowing through the refrigerant passage is stored in the refrigerant arrangement space. 前記冷媒配置空間には、前記冷媒通路を流通する冷媒とは異なる冷媒が流通される、請求項1または2に記載の電気機器の冷却装置。   The cooling device for an electric device according to claim 1, wherein a refrigerant different from the refrigerant flowing through the refrigerant passage is circulated in the refrigerant arrangement space. 前記第1の多孔菅部は、前記第2の多孔菅部が有する多孔菅形状と異なる多孔菅形状を有する、請求項1から4のいずれか1項に記載の電気機器の冷却装置。   5. The cooling device for an electric device according to claim 1, wherein the first porous ridge part has a porous ridge shape different from the porous ridge shape of the second porous ridge part. 6. 前記冷媒通路形成部材は、前記第1の多孔菅部および前記第2の多孔菅部を形成するための押し出し成形材を有する、請求項1から5のいずれか1項に記載の電気機器の冷却装置。   The cooling of an electric device according to any one of claims 1 to 5, wherein the refrigerant passage forming member has an extrusion molding material for forming the first porous ridge portion and the second porous ridge portion. apparatus.
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