JP2014150020A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱体の冷却性能を個別に調整できる冷却装置を提供する。
【解決手段】発熱体５を冷却する冷却装置１であって、内部に第１冷却水路が形成され、第１冷却水流路１１から冷却水が噴き出す噴出口７が側面に形成された第１の管２と、外壁に発熱体５が設けられ、第１の管２が挿入されて側面と内壁とによって第２冷却水流路１２を形成する第２の管３とを備え、噴出口７は、発熱体５の背面に向けて冷却水を第１冷却水流路１１から第２冷却水流路１２へ噴き出す。
【選択図】図１

Description

本発明は冷却装置に関するものである。

従来、冷却プレートを用いて組電池を冷却するものが特許文献１に開示されている。特許文献１では、冷却プレート内に冷却水を流し、冷却プレートに載せた組電池を冷却している。

特開２０１１−３４７７５号公報

しかし、上記の技術では、冷却プレート内を冷却水が入口から出口へ流しているだけであり、冷却水による組電池の冷却性能が組電池の場所によって異なる。例えば、冷却水の入口からの距離が長い箇所に設けられた組電池は、冷却水の入口側に設けられた組電池を冷却して温度が上昇した冷却水によって冷却される。そのため、冷却水の入口からの距離が長い組電池の冷却性能は、冷却水の入口付近の組電池の冷却性能と比較して低下する。このように、冷却プレートに設けられた組電池の位置によっては、十分に組電池を冷却することができない、といった問題点がある。

本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、冷却プレートに設けられた発熱体（組電池）の位置によらず、発熱体を十分に冷却することを目的とする。

本発明のある態様に係る冷却装置は、発熱体を冷却する冷却装置であって、内部に第１冷却水路が形成され、第１冷却水流路から冷却水が噴き出す噴出口が側面に形成された第１の管と、外壁に発熱体が設けられ、第１の管が挿入されて側面と内壁とによって第２冷却水流路を形成する第２の管とを備え、噴出口は、発熱体の背面に向けて冷却水を第１冷却水流路から第２冷却水流路へ噴き出す。

この態様によると、冷却水を各発熱体の背面側に噴き出すことができるので、発熱体の位置によらず、発熱体を十分に冷却することができる。

本実施形態の冷却装置の概略斜視図である。 本実施形態の冷却装置の概略上面図である。 図２ＡのII−II断面図である。 冷却装置における冷却水の流れを示す図である。

本発明の実施形態の冷却装置について図１〜図２Ｂを用いて説明する。図１は、冷却装置の概略斜視図である。図２Ａは、冷却装置の概略上面図である。図２Ｂは図２ＡのII−II断面図である。

冷却装置１は、発熱体５を冷却する冷却プレートであり、内部配管（第１の管）２と、外部配管（第２の管）３と、仕切板４とを備える。冷却装置１は、内部配管２が外部配管３に挿入された２重管構造となっており、内部配管２の外壁と外部配管３の内壁との間には空間が形成される。冷却装置１は、内部配管２の内部が第１冷却水流路１１となり、内部配管２と外部配管３との間に形成された空間が第２冷却水流路１２となる。冷却装置１は、第１冷却流路１１よりも外側に第２冷却流路１２が形成される。発熱体５は、例えばバッテリであり、外部配管３の外壁に設置される。

以下、各構成部品について説明する。

内部配管２は、断面が矩形状の配管であり、一方の端部に冷却水が流入する流入口６が形成され、もう一方の端部は閉塞されている。内部配管２の側面には、内部配管２の軸方向（長手方向）に沿って複数の噴出口７が形成される。

噴出口７は、第１冷却水流路１１と第２冷却水流路１２とを連通する。噴出口７は、外部配管３を挟んで発熱体５と対峙するように形成される。具体的には、噴出口７は、図２Ａに示す概略上面図において発熱体５と重なるように形成される。これにより、噴出口７から第２冷却水流路１２に噴き出された冷却水が発熱体５の背面に位置する外部配管３に当たり、発熱体５で発生した熱と熱交換を行い、発熱体５を冷却する。噴出口７の径は、噴出口７が形成される位置、および発熱体５で発生する熱量に応じて設定され、例えば、発熱体５の発熱量が等しい場合には、噴出口７の径は、流入口６に近いほど、小さくなる。

外部配管３は、断面が矩形状の配管であり、内部配管２よりも大きく、内部配管２が挿入される。外部配管３は、内部配管２の軸方向と直交する方向に広がる一方の端面に内部配管２が挿入される挿入口８が形成され、内部配管２の軸方向と直交する方向に広がるもう一方の端面に冷却水を排出する２つの排出口９が形成される。図２Ｂにおいて排出口９は内部配管２を挟んで左右方向（幅方向）にそれぞれ１つ形成される。排出口９が形成される端面には、閉塞された内部配管２の端部が接続している。外部配管３は、支持部１０によって内部配管２を支持する。

仕切板４は、隣接する噴出口７の間の第２冷却水流路１２に形成される。仕切板４は、内部配管２の軸方向と直交する方向に延設される。仕切板４は、各噴出口７から第２冷却水流路１２に噴き出した冷却水が、噴出口７付近で混ざることを抑制する。図２Ｂにおける左右方向の仕切板４と外部配管３の内壁との間には、隙間が形成されており、第２冷却水流路１２が仕切板４によって遮断されることはない。仕切板４は、排出口９側に配置されるにつれて幅が短くなる。

次に本実施形態の作用について説明する。

内部配管２の流入口６から第１冷却水流路１１に流入した冷却水は、各噴出口７から発熱体５の背面の外部配管３に向けて第２冷却水流路１２に噴き出される。各噴出口７から噴き出された冷却水は、外部配管３を介して各発熱体５を冷却する。第２冷却水流路１２に噴き出され、発熱体５を冷却した冷却水は、排出口９から排出される。

本実施形態では、隣接する噴出口７の間の第２冷却水流路１２に仕切板４を設けているので、各噴出口７から噴き出された冷却水は、その後図３の矢印で示すように流れ、各噴出口７から噴き出された冷却水が混ざることが抑制される。これにより、排出口９側の噴出口７から噴き出された冷却水に、それよりも上流側の噴出口７から噴き出され、発熱体５を冷却することで温度が高くなった冷却水が混ざることが抑制される。

本発明の実施形態の効果について説明する。

噴出口７が形成された内部配管２を発熱体５が設けられた外部配管３に挿入することで、冷却水を噴出口７から発熱体５の背面に向けて噴き出すことができ、噴出口７によって噴き出された冷却水によって発熱体５を背面側から個別に冷却することができる。例えば、発熱体５の発熱量が等しい場合には、各発熱体５を均一に冷却することができる。このように、発熱体５の位置によらず、各発熱体５を十分に冷却することができ、排出口９側の発熱体５の冷却性能が悪化することを抑制することができる。

噴出口７の径を発熱体５の熱量、および噴出口７の位置に応じて変更することで、各発熱体５を十分に冷却することができる。

隣接する噴出口７の間の第２冷却流路１２に仕切板４を設けることで、各噴出口７から噴き出された冷却水が混ざることを抑制することができる。特に、排出口９側の噴出口７から噴き出された冷却水に、上流側の噴出口７から噴き出され、発熱体５を冷却して温度が高くなった冷却水が混ざることを抑制することができ、排出口９側の発熱体５の冷却性能が悪化することを抑制することができる。

排出口９側に配置される仕切板４の幅を短くすることで、第２冷却流路１２内の冷却水を排出口９からスムーズに排出することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

上記実施形態では、図２Ａにおいて発熱体５と噴出口７とが重なるように噴出口７を形成したが、噴出口７から噴き出された冷却水が発熱体５の背面に向けて流れるように形成すればよい。

上記実施形態では、図２Ｂにおける左右方向の仕切板４と外部配管３との間に隙間を形成したが、例えば左右のどちらか一方のみに隙間を形成してもよく、噴出口７から噴き出した冷却水が混ざることを抑制できればよい。

上記実施形態では、排出口９を２つ設けたが、１つの排出口９、または３つ以上の排出口９を設けてもよい。なお、仕切板４と外部配管３の内壁との間に形成される隙間は、排出口９の数、および位置に応じて形成される。

上記実施形態では、内部配管２を挿入する端面とは反対側の端面に排出口９を設けたが、内部配管２を挿入する端面に設けてもよい。

また、冷却水が複数の排出口９から選択的に排出されるように仕切板４によって冷却水流路を形成してもよい。例えば、或る噴出口７から流出した冷却水を一方の排出口９から排出し、別の噴出口７から流出した冷却水をもう一方の排出口９から排出するように仕切板４によって第２冷却水流路１２を形成してもよい。これにより、発熱体５を冷却して温度が高くなった冷却水が混ざることなく排出口９から排出することができる。

仕切板４は、内部配管２、または外部配管３を加工して形成してもよい。これにより、部品点数を少なくし、噴出口７から噴き出された冷却水が混ざることを抑制することができる。

１ 冷却装置
２ 内部配管（第１の管）
３ 外部配管（第２の管）
４ 仕切板
５ 発熱体
７ 噴出口
９ 排出口
１１ 第１冷却水流路
１２ 第２冷却水流路

Claims (7)

1. 発熱体を冷却する冷却装置であって、
   内部に第１冷却水流路が形成され、前記第１冷却水流路から冷却水が噴き出す噴出口が側面に形成された第１の管と、
   外壁に前記発熱体が設けられ、前記第１の管が挿入されて前記側面と内壁とによって第２冷却水流路を形成する第２の管とを備え、
   前記噴出口は、前記発熱体の背面に向けて前記冷却水を前記第１冷却水流路から前記第２冷却水流路へ噴き出すことを特徴とする冷却装置。
2. 請求項１に記載の冷却装置であって、
   前記噴出口は、前記第１の管の軸方向に沿って複数形成されていることを特徴とする冷却装置。
3. 請求項２に記載の冷却装置であって、
   前記噴出口の大きさは、前記発熱体の発熱量、および前記噴出口の位置に応じて設けられることを特徴とする冷却装置。
4. 請求項２または３に記載の冷却装置であって、
   隣接する前記噴出口の間の前記第２冷却水流路に仕切板を備えることを特徴とする冷却装置。
5. 請求項４に記載の冷却装置であって、
   前記第２の管には、前記冷却水を前記第２冷却水流路から排出する排出口が形成され、
   前記仕切板は、前記排出口側に配置されるにつれて幅が短くなることを特徴とする冷却装置。
6. 請求項４または５に記載の冷却装置であって、
   前記仕切板は、前記第１の管、または前記第２の管によって形成されることを特徴とする冷却装置。
7. 請求項４から６のいずれか一つに記載の冷却装置であって、
   前記第２の管は、前記冷却水を前記第２冷却水流路から排出する排出口が複数形成され、
   前記仕切板は、前記噴出口から流出した冷却水をいずれかの排出口から選択的に排出するように形成されることを特徴とする冷却装置。

Images