JP2019086254A - Evaporator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サーモサイフォン式の冷却装置に適用されて、作動流体を蒸発させる蒸発器に関する。 The present invention relates to an evaporator that is applied to a thermosiphon-type cooling device to evaporate a working fluid.
従来、サーモサイフォン式の冷却装置が知られている。この種のサーモサイフォン式の冷却装置は、液相の作動流体を蒸発させる蒸発器、および蒸発器にて蒸発させた気相の作動流体を凝縮させる凝縮器を有している。そして、蒸発器にて、冷却対象物の有する熱を作動流体に吸熱させて冷却対象物を冷却している。また、凝縮器にて、作動流体が冷却対象物から吸熱した熱を外部に放熱させている。 Conventionally, a thermo-siphon type cooling device is known. This type of thermosiphon-type cooling device includes an evaporator for evaporating a liquid phase working fluid and a condenser for condensing a vapor phase working fluid evaporated by the evaporator. Then, the heat of the object to be cooled is absorbed by the working fluid in the evaporator to cool the object to be cooled. Further, in the condenser, the heat absorbed by the working fluid from the object to be cooled is dissipated to the outside.
さらに、凝縮器を蒸発器の上方側に配置して、気相の作動流体よりも密度の高い液相の作動流体を重力の作用によって凝縮器から蒸発器へ流入させている。これにより、作動流体を自然循環させて、冷却対象物を連続的に冷却できるようにしている。 Further, the condenser is disposed on the upper side of the evaporator so that the working fluid in the liquid phase, which is denser than the working fluid in the gaseous phase, flows from the condenser to the evaporator by the action of gravity. Thereby, the working fluid is naturally circulated to enable continuous cooling of the object to be cooled.
例えば、特許文献1には、複数の電池セルを積層して形成された組電池の冷却に用いられるサーモサイフォン式の冷却装置が開示されている。
For example,
特許文献1の冷却装置は、組電池の側面に接触して電池セルの積層方向に延びる流体通路を備える蒸発器を有している。特許文献1の蒸発器では、流体通路の長手方向一端側に設けられた流体流入口から液相の作動流体を流入させる。そして、流体通路を流通する際に組電池から吸熱して蒸発した気相の作動流体を、流体通路の長手方向他端側に設けられた流体流出口から流出させている。
The cooling device of
ところで、特許文献1のように、電池セルの積層方向に延びる流体通路を有する蒸発器では、液相の作動流体が多く存在する箇所では作動流体の蒸発潜熱によって電池セルを充分に冷却することができる。しかし、流体通路のうち気相の作動流体が偏在している箇所では作動流体を蒸発させることができないので、当該箇所に接触する電池セルの冷却が不充分になってしまうという、いわゆるドライアウトの問題が生じる。
By the way, as in
さらに、複数の電池セルを積層して形成された組電池では、いずれかの電池セルの冷却が不充分となって当該電池セルの性能が低下してしまうと、組電池全体としての性能が低下してしまう。このため、組電池のような冷却対象物では、冷却対象物全体が均等に冷却されることが望ましい。 Furthermore, in a battery pack formed by stacking a plurality of battery cells, if the cooling of any battery cell is insufficient and the performance of the battery cell is degraded, the overall performance of the battery pack is degraded. Resulting in. For this reason, in a cooling object such as a battery pack, it is desirable that the entire cooling object be cooled uniformly.
本発明は、上記点に鑑み、サーモサイフォン式の冷却装置に適用される蒸発器であって、冷却対象物全体を均等に冷却可能な蒸発器を提供することを目的とする。 In view of the above-mentioned point, the present invention is an evaporator applied to a thermosiphon-type cooling device, and it aims at providing an evaporator which can cool the whole thing to be cooled equally.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、サーモサイフォン式の冷却装置(1)に適用される蒸発器であって、
作動流体を流通させる作動流体チューブ(21、26、211)と、作動流体チューブの下方側の端部に接続されて、作動流体チューブに液相の作動流体を分配する液供給部(22、221)と、を備え、
作動流体チューブは、内部を流通する液相の作動流体に冷却対象物(BP)の熱を吸熱させて、作動流体を蒸発させる蒸発部を形成しており、
作動流体チューブの内部は、下方側から上方側へ向かって作動流体を流通させる複数の流体通路(211a…211e)に区画されており、
複数の流体通路の入口部(212a…212e)は、少なくとも一部の入口部が液供給部の内部で開口しているとともに、それぞれの入口部の開口位置が上下方向に異なっている。
In order to achieve the above object, the invention according to
A fluid supply section (22, 221) connected to the working fluid tube (21, 26, 211) for circulating the working fluid and the lower end of the working fluid tube to distribute the working fluid in the liquid phase to the working fluid tube. ), And,
The working fluid tube forms an evaporation section that evaporates the working fluid by absorbing the heat of the object to be cooled (BP) by the working fluid in the liquid phase flowing therethrough.
The inside of the working fluid tube is divided into a plurality of fluid passages (211a ... 211e) for passing the working fluid from the lower side to the upper side,
At least a part of the inlets of the plurality of fluid passages (212a to 212e) are opened inside the liquid supply unit, and the opening positions of the respective inlets are different in the vertical direction.
これによれば、下方側から上方側へ向かって作動流体を流通させる複数の流体通路(211a…211e)の入口部(212a…212e)の少なくとも一部の開口位置が上下方向に異なっている。このため、液供給部(22、221)内の液相の作動流体は、複数の流体通路(211a…211e)のうち、より下方側で入口部(212a…212e)が開口する流体通路(211a…211e)へ供給されやすくなる。 According to this, the opening position of at least a part of the inlets (212a... 212e) of the plurality of fluid passages (211a... 211e) for flowing the working fluid from the lower side to the upper side is different in the vertical direction. For this reason, the working fluid in the liquid phase in the liquid supply unit (22, 221) is a fluid passage (211a) in which the inlet (212a... 212e) opens at the lower side among the plurality of fluid passages (211a. .. 211e).
従って、液相の作動流体が供給されやすい流体通路(211a)を、蒸発部を形成する作動流体チューブ(21、26、211)に間隔を開けて配置しておくことで、液供給部(22、221)から蒸発部の全域に液相の作動流体を概ね均等に分配することができる。その結果、蒸発部の全域で作動流体の蒸発潜熱によって、冷却対象物(BP)全体を均等に冷却することができる。 Therefore, by arranging the fluid passages (211a) to which the working fluid in the liquid phase is easily supplied to the working fluid tubes (21, 26, 211) forming the evaporation unit, the liquid supply unit (22 , 221) to distribute the working fluid in the liquid phase substantially equally throughout the evaporation section. As a result, the whole of the object to be cooled (BP) can be uniformly cooled by the latent heat of evaporation of the working fluid in the entire area of the evaporation section.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the parenthesis of each means described by this column and the claim is an example which shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
図1〜図4を用いて、本発明の第1実施形態を説明する。本実施形態では、本発明に係る蒸発器2が適用されたサーモサイフォン式の冷却装置1を、電気自動車に搭載された組電池BPを冷却するために用いている。従って、サーモサイフォン式の冷却装置1は、組電池BPとともに車両に搭載されている。さらに、蒸発器2における冷却対象物は、組電池BPである。
First Embodiment
A first embodiment of the present invention will be described using FIGS. 1 to 4. In the present embodiment, the
組電池BPは、電気自動車において、電力を蓄える機能、および蓄えた電力を走行用電動モータ等の車載機器に供給する機能を果たす。組電池BPは、複数の電池セルBCを電気的に直列に接続したものである。電池セルBCは、充放電可能な二次電池(例えば、リチウムイオン電池、鉛蓄電池)である。 In the electric vehicle, the battery pack BP has a function of storing electric power and a function of supplying the stored electric power to on-vehicle equipment such as a traveling electric motor. The battery pack BP is obtained by electrically connecting a plurality of battery cells BC in series. The battery cell BC is a chargeable / dischargeable secondary battery (for example, a lithium ion battery, a lead storage battery).
この種の電池セルBCは、充放電時に発熱を伴う。さらに、電池セルBCは、自己発熱等による温度上昇によって劣化が進行しやすい。このため、いずれの電池セルBCも予め定めた基準温度を超えないように冷却されることが望ましい。つまり、組電池BPは、全ての電池セルBCが冷却されるように、全体が均等に冷却されることが望ましい。 This type of battery cell BC involves heat generation during charge and discharge. Furthermore, the battery cell BC is likely to be deteriorated due to temperature rise due to self-heating or the like. For this reason, it is desirable that each battery cell BC be cooled so as not to exceed a predetermined reference temperature. That is, it is desirable that the entire assembled battery BP be uniformly cooled so that all the battery cells BC are cooled.
また、それぞれの電池セルBCは、略直方体形状に形成されている。組電池BPは、電池セルBCを一定の方向に2列に積層配置することによって形成されている。このため、組電池BPの外観形状も略直方体形状になっている。 Each battery cell BC is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape. The assembled battery BP is formed by stacking the battery cells BC in two rows in a predetermined direction. For this reason, the external shape of the battery pack BP is also substantially rectangular.
次に、サーモサイフォン式の冷却装置1について説明する。サーモサイフォン式の冷却装置1は、図1に示すように、蒸発器2、気相流体配管3、凝縮器4、液相流体配管5を有している。サーモサイフォン式の冷却装置1は、これらの構成機器を環状に(すなわち、閉ループ状に)接続することによって構成されている。
Next, the
蒸発器2は、液相の作動流体に組電池BPの有する熱を吸熱させて作動流体を蒸発させるものである。本実施形態では、作動流体として、蒸気圧縮式の冷凍サイクルに用いられるフロン系冷媒(具体的には、R134a)を採用している。蒸発器2の詳細構成については後述する。
The
蒸発器2の流体流出口23aには、気相流体配管3が接続されている。気相流体配管3は、蒸発器2にて蒸発させた気相の作動流体を凝縮器4の流体流入口へ導く流体配管である。気相流体配管3は、気相の作動流体が流通する際に生じる圧力損失を低減させるために、液相流体配管5よりも通路断面積の大きい配管が採用されていることが望ましい。
A gas
凝縮器4は、気相流体配管3を介して流入した気相の作動流体を放熱させて凝縮させるものである。本実施形態では、凝縮器4として、気相の作動流体と蒸気圧縮式の冷凍サイクルの低圧冷媒とを熱交換させる熱交換器を採用している。凝縮器4は、蒸発器2よりも上方側に配置されている。
The condenser 4 dissipates heat and condenses the working fluid of the gas phase which has flowed in via the gas
凝縮器4の流体流出口には、液相流体配管5が接続されている。液相流体配管5は、凝縮器4にて凝縮させた液相の作動流体を蒸発器2の流体流入口22aへ導く流体配管である。
A liquid phase fluid pipe 5 is connected to the fluid outlet of the condenser 4. The liquid-phase fluid piping 5 is a fluid piping that leads the working fluid of the liquid phase condensed by the condenser 4 to the
次に、図2〜図4を用いて、蒸発器2の詳細構成を説明する。なお、各図面における上下の各矢印は、サーモサイフォン式の冷却装置1を車両に搭載した状態における上下の各方向を示している。また、各図面では、図示の明確化のため、組電池BPを形成する一部の電池セルBCを二点鎖線で描いている。
Next, the detailed configuration of the
蒸発器2は、複数の扁平多穴チューブ21、液供給タンク22、流体流出タンク23を備えている。
The
複数の扁平多穴チューブ21は、内部を流通する液相の作動流体に組電池BPの有する熱を吸熱させて、作動流体を蒸発させる蒸発部を形成するものである。それぞれの扁平多穴チューブ21は、作動流体を流通させる冷媒通路を形成する作動流体チューブである。扁平多穴チューブ21は、伝熱性に優れる金属(本実施形態では、アルミニウム合金)で形成されている。
The plurality of flat
扁平多穴チューブ21は、長手方向に垂直な断面形状が扁平形状に形成されている。ここで、本実施形態における扁平形状とは、互いに平行な2つの線分の端部同士を曲線あるいは直線で接続した形状であって、2つの線分同士の距離である厚み寸法が、2つの線分の延びる方向(以下、幅方向という。)の幅寸法よりも短くなっている横長形状と定義することができる。さらに、断面形状が互いに平行な2つの線分となる部位は、扁平多穴チューブ21の裏表の平坦面(以下、扁平面という。)を形成する部位である。
The flat
扁平多穴チューブ21には、長手方向に延びる複数の貫通穴が形成されている。これらの貫通穴は、幅方向に1列に並んで配置されている。このため、扁平多穴チューブ21の内部は、複数の貫通穴によって作動流体を流通させる複数の流体通路に区画されている。
The flat
本実施形態の扁平多穴チューブ21の内部は、図3に示すように、第1流体通路211a〜第5流体通路211eの5つの流体通路に区画されている。扁平多穴チューブ21は、長手方向が上下方向となるように配置されている。このため、本実施形態の第1流体通路211a〜第5流体通路211eでは、作動流体を下方側から上方側へ向かって、並列的に流通させる。
As shown in FIG. 3, the inside of the flat
扁平多穴チューブ21の下方側の端部には、それぞれ第1流体通路211a〜第5流体通路211eへ作動流体を流入させる第1入口部212a〜第5入口部212eが形成されている。第1入口部212a〜第5入口部212eは、液供給タンク22の内部で開口している。
The lower end of the flat
さらに、図3に示すように、扁平多穴チューブ21の下方側の端面は、水平面に対して傾斜している。このため、第1入口部212a〜第5入口部212eの開口位置は、上下方向に異なっている。
Furthermore, as shown in FIG. 3, the lower end surface of the flat
本実施形態では、第1入口部212a〜第5入口部212eの開口位置は、扁平多穴チューブ21の幅方向に順に変化している。すなわち、図3に示すように、紙面右側から左側へ向かって、第1入口部212a→第2入口部212b→第3入口部212c→第4入口部212d→第5入口部212eの順に開口位置が高くなっている。従って、第1入口部212aは、第1入口部212a〜第5入口部212eのうち、液供給タンク22の底面に最も近い位置で開口する底面側入口部である。
In the present embodiment, the opening positions of the
このような扁平多穴チューブ21は、押出成形等により1つの金属部材に複数の貫通穴を形成し、その端部を長手方向に対して斜めに切断することによって製造することができる。
Such a flat
液供給タンク22は、扁平多穴チューブ21の各流体通路に対して、液相の作動流体を分配して供給する液供給部である。液供給タンク22は、扁平多穴チューブ21と同種の金属で、水平方向に延びる有底円筒状に形成されている。液供給タンク22の長手方向一端部には、凝縮器4にて凝縮した液相の作動流体を流入させる流体流入口22aが設けられている。
The
液供給タンク22の側面には、扁平多穴チューブ21の下方側の端部が挿入されて接続される複数の挿入穴22bが形成されている。液供給タンク22の挿入穴22bは、扁平多穴チューブ21の両側の扁平面がそれぞれ同一平面上に配置されるように、液供給タンク22の長手方向に1列に並んで形成されている。
On the side surface of the
従って、複数の扁平多穴チューブ21は、液供給タンク22の長手方向に1列に並んで配置されている。さらに、複数の扁平多穴チューブ21の幅方向は、液供給タンク22の長手方向に一致している。
Therefore, the plurality of flat
また、扁平多穴チューブ21は、図3に示すように、その最下端部が液供給タンク22の内壁面の底面側に当接した状態で液供給タンク22に接続されている。このため、少なくとも第1入口部212a〜第5入口部212eのうち液供給タンク22の底面に最も近い位置で開口する第1入口部212aは、液供給タンク22の中心線CLよりも下方側で開口している。
Further, as shown in FIG. 3, the flat
さらに、本実施形態では、少なくとも第1入口部212a〜第5入口部212eのうち液供給タンク22の底面から最も離れた位置で開口する第5入口部212eが中心線CLよりも上方側で開口するように、扁平多穴チューブ21の下方側の端面を傾斜させている。ここで、液供給タンク22は有底円筒状に形成されているので、液供給タンク22の中心線CLは、液供給タンク22の上下方向中央部となる。
Furthermore, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、複数の扁平多穴チューブ21として同一形状のものを採用している。さらに、複数の扁平多穴チューブ21は、下方側の端面が同一方向に傾斜するように配置されている。このため、液供給タンク22の内部に開口する全ての入口部の開口位置は、液供給タンク22の長手方向に向かって規則的に変化する。
Further, in the present embodiment, a plurality of flat
より詳細には、複数の扁平多穴チューブ21に形成された複数の流体通路のうち、予め定めた複数の流体通路を、基準流体通路群と定義する。本実施形態では、1つの扁平多穴チューブ21に形成される第1流体通路211a〜第5流体通路211eを基準流体通路群と定義する。
More specifically, a plurality of predetermined fluid passages among the plurality of fluid passages formed in the plurality of flat
さらに、基準流体通路群の液供給タンク22の長手方向における入口部の開口位置の変化を、基準変化パターンと定義する。本実施形態では、第1入口部212a→第2入口部212b→第3入口部212c→第4入口部212d→第5入口部212eの順に開口位置が高くなっているという変化を、基準変化パターンと定義する。
Further, the change in the opening position of the inlet in the longitudinal direction of the
このように基準変化パターンを定義すると、液供給タンク22の内部に開口する全ての入口部の開口位置は、液供給タンク22の長手方向に向かって、基準変化パターンを繰り返して規則的に変化している。さらに、基準変化パターンは、扁平多穴チューブ21の数量分、繰り返される。
When the reference change pattern is thus defined, the opening positions of all the inlets opening into the interior of the
従って、底面側入口部である第1入口部212aは、扁平多穴チューブ21の数量分、複数設けられる。さらに、隣り合う第1入口部212a同士は、一定の間隔(本実施形態では、扁平多穴チューブ21の幅方向の配置間隔)を開けて配置されている。
Therefore, a plurality of
流体流出タンク23は、扁平多穴チューブ21を流通する際に蒸発した気相の作動流体を集合させて流出させる流体流出部である。流体流出タンク23は、扁平多穴チューブ21と同種の金属で、水平方向に延びる有底円筒状に形成されている。流体流出タンク23の長手方向一端部には、気相の作動流体を流出させる流体流出口23aが設けられている。
The
流体流出タンク23は、気相の作動流体が流通する際に生じる圧力損失を低減させるために、液供給タンク22よりも径の大きいものが採用されていることが望ましい。
It is desirable that the
流体流出タンク23の側面には、扁平多穴チューブ21の上端側が挿入されて接続される複数の挿入穴23bが形成されている。流体流出タンク23の挿入穴23bは、扁平多穴チューブ21の両側の扁平面がそれぞれ同一平面上に配置されるように、流体流出タンク23の長手方向に1列に並んで形成されている。
On the side surface of the
従って、複数の扁平多穴チューブ21は、流体流出タンク23の長手方向に1列に並んで配置されている。さらに、複数の扁平多穴チューブ21の幅方向は、流体流出タンク23の長手方向に一致している。従って、液供給タンク22の長手方向と流体流出タンク23の長手方向も一致している。
Therefore, the plurality of flat
また、本実施形態の蒸発器2は、複数の扁平多穴チューブ21、液供給タンク22、流体流出タンク23等の各構成部材を、ろう付け接合にて一体化することによって製造される。
Moreover, the
次に、蒸発器2と組電池BPとの配置関係について説明する。図2に示すように、液供給タンク22の長手方向および流体流出タンク23の長手方向は、電池セルBCの積層方向と一致している。さらに、図4に示すように、組電池BPの電池セルBCは、列毎に扁平多穴チューブ21の扁平面の両側に配置されている。なお、図4は、蒸発器2および組電池BPを、組電池BPの積層方向から見た図面である。
Next, an arrangement relationship between the
より詳細には、組電池BPは、一方の列を形成する電池セルBCの側面が、複数の扁平多穴チューブ21の一方の扁平面と熱的に接続されるように配置されている。換言すると、一方の列を形成する電池セルBCは、一方の列を形成する電池セルBCの有する熱が、扁平多穴チューブ21の一方の扁平面を介して、扁平多穴チューブ21を流通する作動流体へ熱移動可能に配置されている。
More specifically, the assembled battery BP is disposed such that the side surfaces of the battery cells BC forming one row are thermally connected to one flat surface of the plurality of flat
さらに、他方の列を形成する電池セルBCの側面が、複数の扁平多穴チューブ21の他方の扁平面と熱的に接続されるように配置されている。換言すると、他方の列を形成する電池セルBCは、他方の列を形成する電池セルBCの有する熱が、扁平多穴チューブ21の他方の扁平面を介して、扁平多穴チューブ21を流通する作動流体へ熱移動可能に配置されている。
Furthermore, the side surfaces of the battery cells BC forming the other row are disposed so as to be thermally connected to the other flat surfaces of the plurality of flat
このように、それぞれの電池セルBC(すなわち、組電池BP)の有する熱が、作動流体へ熱移動可能になっていることで、複数の扁平多穴チューブ21内では、作動流体を蒸発させることができる。従って、蒸発部は、作動流体チューブ(本実施形態では、複数の扁平多穴チューブ21)のうち、電池セルBCの有する熱が作動流体へ伝達される部位によって形成されている。
Thus, the heat of each battery cell BC (that is, the assembled battery BP) can be transferred to the working fluid so that the working fluid is evaporated in the plurality of flat
さらに、電池セルBCと蒸発部を形成する扁平多穴チューブ21との間には、図4に示すように、熱拡散板24および熱伝導材25が配置されている。
Further, as shown in FIG. 4, a
熱拡散板24は、電池セルBCの熱を蒸発部の広範囲に拡散させるものである。本実施形態では、熱拡散板24として、伝熱性に優れる金属(具体的には、アルミニウム合金)製の板状部材を採用している。熱伝導材25は、電池セルBCの熱を作動流体への熱移動を促進するものである。本実施形態では、熱伝導材25として、電気絶縁性と高い熱伝導性とを備える樹脂シートを採用している。
The
なお、図4では、図示の明確化のため、扁平多穴チューブ21、熱拡散板24、熱伝導材25、および電池セルBCとの間に隙間を設けているが、実際には、扁平多穴チューブ21と熱伝導材25、熱拡散板24と熱伝導材25、電池セルBCと熱伝導材25は、互いに接触している。
In FIG. 4, a clearance is provided between the flat
また、図2、図3に示すように、本実施形態の扁平多穴チューブ21の幅方向の配置間隔は、電池セルBCの積層方向の幅寸法と同等に設定されている。さらに、扁平多穴チューブ21の数は、電池セルBCの数と同数になっている。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the arrangement interval in the width direction of the flat
このため、上述した扁平多穴チューブ21の各入口部の開口位置の基準変化パターンは、電池セルBCの幅寸法毎に、扁平多穴チューブ21の数量分、規則的に繰り返される。従って、電池セルBCの積層方向に垂直な水平方向から見ると、それぞれの電池セルBCは、第1流体通路211aと重合配置されている。
For this reason, the reference change pattern of the opening position of each inlet portion of the flat
次に、サーモサイフォン式の冷却装置1の作動について説明する。組電池BPが充放電により自己発熱すると、蒸発部を形成する扁平多穴チューブ21内では、液相の作動流体が組電池BPの有する熱を吸熱して蒸発する。これにより、組電池BPが冷却されて、組電池BPの温度上昇が抑制される。
Next, the operation of the
扁平多穴チューブ21にて蒸発した気相の作動流体は、液相の作動流体との密度差によって、扁平多穴チューブ21の各流体通路を上方側へ移動して流体流出タンク23内に集合する。流体流出タンク23内に集合した気相の作動流体は、流体流出口23aから流出し、気相流体配管3を介して凝縮器4へ流入する。
The working fluid in the gas phase evaporated in the flat
凝縮器4へ流入した気相の作動流体は、冷凍サイクルの低圧冷媒に吸熱されて冷却される。これにより、凝縮器4へ流入した作動流体が凝縮する。そして、組電池BPの排熱が作動流体を介して、冷凍サイクルの冷媒に放熱される。 The gas phase working fluid that has flowed into the condenser 4 is absorbed by the low pressure refrigerant of the refrigeration cycle and cooled. Thus, the working fluid flowing into the condenser 4 is condensed. Then, the exhaust heat of the battery pack BP is dissipated to the refrigerant of the refrigeration cycle via the working fluid.
凝縮器4にて凝縮した液相の作動流体は、重力の作用によって下方側へ移動する。そして、液相流体配管5を介して蒸発器2の流体流入口22aから液供給タンク22へ流入する。液供給タンク22へ流入した液相の作動流体は、再び扁平多穴チューブ21の各流体通路へ分配供給される。
The working fluid in the liquid phase condensed in the condenser 4 moves downward by the action of gravity. Then, the fluid flows from the
以上の如く、サーモサイフォン式の冷却装置1では、圧縮機やポンプのような作動流体の輸送装置を必要とすることなく、作動流体を自然循環させて、冷却対象物である組電池BPの排熱を連続的に外部に放熱することができる。すなわち、サーモサイフォン式の冷却装置1によれば、効率的かつ連続的に、組電池BPの冷却を行うことができる。
As described above, in the thermosiphon
ところで、上述したサーモサイフォン式の冷却装置1の作動は、液供給タンク22内に液相の作動流体が満たされていることを前提としている。しかし、凝縮器4における作動流体の冷却が不充分となった際や、液相流体配管5や液供給タンク22内の液相の作動流体が外部から受熱した際には、液供給タンク22内に気相の作動流体が混入してしまうことがある。
By the way, the operation of the
そして、液供給タンク22内に気相の作動流体が混入してしまうと、液供給タンク22から全ての扁平多穴チューブ21に液相の作動流体を均等に供給できなくなってしまう。さらに、液相の作動流体が供給されない扁平多穴チューブ21では、作動流体を蒸発させることができなくなってしまうので、電池セルBCの冷却が不充分になってしまうという、ドライアウトの問題が生じる。
Then, if the working fluid in the gas phase is mixed into the
つまり、液供給タンク22内に気相の作動流体が混入してしまうと、組電池BP全体を均等に冷却できなくなってしまい、組電池BPの性能が低下してしまうおそれがある。
That is, when the working fluid in the gas phase is mixed in the
これに対して、本実施形態の蒸発器2では、扁平多穴チューブ21に形成された第1流体通路211a〜第5流体通路211eの第1入口部212a〜第5入口部212eの開口位置が上下方向に異なっている。このため、液供給タンク22内の液相の作動流体は、気相の作動流体が混入していたとしても、第1流体通路211a〜第5流体通路211eのうち、より下方側で入口部が開口する流体通路へ供給されやすくなる。
On the other hand, in the
すなわち、液供給タンク22内の液相の作動流体は、底面側入口部となる第1入口部212aを有する第1流体通路211aへ供給されやすくなる。
That is, the working fluid in the liquid phase in the
さらに、本実施形態の蒸発器2では、複数の扁平多穴チューブ21を液供給タンク22の長手方向に並べて配置しているので、第1流体通路211aを液供給タンク22の長手方向に一定の間隔を開けて配置することができる。換言すると、液相の作動流体が供給されやすい流体通路を、蒸発部を形成する作動流体チューブに一定の間隔を開けて配置することができる。
Furthermore, in the
従って、液供給タンク22から蒸発部の全域に液相の作動流体を均等に分配することができる。その結果、液供給タンク22内に気相の作動流体が混入したとしても、蒸発部の全域で作動流体の蒸発潜熱によって、組電池BP全体を均等に冷却することができる。
Therefore, the working fluid in the liquid phase can be evenly distributed from the
さらに、扁平多穴チューブ21の幅方向の配置間隔と電池セルBCの積層方向の幅寸法とを同等に設定して、電池セルBCの積層方向に垂直な水平方向から見たときに、それぞれの電池セルBCと第1流体通路211aが重合配置している。従って、いずれの電池セルBCについても、第1流体通路211aへ流入した液相の作動流体の蒸発潜熱によって冷却することができる。その結果、組電池BP全体としての性能が低下してしまうことを抑制することができる。
Furthermore, when the arrangement interval in the width direction of the flat
また、本実施形態の蒸発器2では、作動流体チューブとして複数の扁平多穴チューブ21を採用している。さらに、扁平多穴チューブ21の下方側の端面を、水平面に対して傾斜させている。従って、作動流体チューブの内部を容易に複数の流体通路に区画することができる。さらに、それぞれの流体通路の入口部の開口位置を容易に上下方向に異なる位置とすることができる。
Moreover, in the
これに加えて、扁平多穴チューブ21は、押出成形等によって形成された長尺の金属部材の端部を長手方向に対して斜めに切断することによって製造することができる。従って、切断された残りの金属部材から、切断面を端面とした扁平多穴チューブ21を切り出すことができる。その結果、扁平多穴チューブ21の原材料を無駄にすることなく、扁平多穴チューブ21を製造する際の歩留まり率を向上させることができる。
In addition to this, the flat
また、本実施形態の蒸発器2では、扁平多穴チューブ21の最下端部を、液供給タンク22の内壁面に当接させている。これによれば、液供給タンク22の内部における扁平多穴チューブ21の位置決めを容易に行うことができる。つまり、各扁平多穴チューブ21における底面側入口部となる第1入口部212aの上下方向の位置合わせを容易に行うことができる。
Further, in the
また、本実施形態の蒸発器2では、少なくとも第1入口部212aを、液供給タンク22の中心線CLよりも下方側で開口させ、少なくとも第5入口部212eを、液供給タンク22の中心線CLよりも上方側で開口させている。
Further, in the
これによれば、第1入口部212aの開口位置と第5入口部212eの開口位置との高さ方向の距離を確保しやすい。従って、電気自動車の加減速や車体の傾斜によって、液供給タンク22の中心線CLや液供給タンク22内の液面が水平方向から傾いたとしても、一部の第1流体通路211aに液相の作動流体が偏って供給されてしまうことを抑制しやすい。
According to this, it is easy to secure the distance in the height direction between the opening position of the
(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、図5に示すように、扁平多穴チューブ21の各流体通路の入口部の開口位置の変化のパターン(すなわち、基準変化パターン)を変更した例を説明する。なお、図5は、第1実施形態で説明した図3に対応する図面である。図5では、第1実施形態と同一もしくは均等の部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。
Second Embodiment
In the present embodiment, as shown in FIG. 5 with respect to the first embodiment, an example in which the change pattern of the opening position of the inlet portion of each fluid passage of the flat multi-hole tube 21 (that is, the reference change pattern) is changed Explain. FIG. 5 is a drawing corresponding to FIG. 3 described in the first embodiment. In FIG. 5, the same or equivalent parts as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The same applies to the following drawings.
具体的には、本実施形態では、第1入口部212a、第2入口部212b、第4入口部212d、第5入口部212eが同じ高さで、液供給タンク22の中心線CLよりも下方側で開口している。また、第3入口部212cが液供給タンク22の中心線CLよりも上方側で開口している。従って、本実施形態では、第1入口部212a、第2入口部212b、第4入口部212d、第5入口部212eが底面側入口部である。
Specifically, in the present embodiment, the
その他の蒸発器2およびサーモサイフォン式の冷却装置1の構成および作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態の蒸発器2においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
The configuration and operation of the
より詳細には、本実施形態では、全ての底面側入口部が一定の間隔を開けて規則的に配置されていないものの、各扁平多穴チューブ21に少なくとも1つ以上の底面側入口部が設けられている。これによれば、液供給タンク22から各扁平多穴チューブ21に液相の作動流体を分配することができる。
More specifically, in the present embodiment, although all the bottom side inlets are not regularly arranged at regular intervals, each flat
また、別の表現を用いると、本実施形態では、一部の底面側入口部(例えば、第5入口部212e)に着眼すると、当該一部の底面側入口部は蒸発部の全域に亘って一定の間隔を開けて配置されている。従って、液供給タンク22から蒸発部の全域に液相の作動流体を分配することができる。
Moreover, when another expression is used, in the present embodiment, when focusing on a part of the bottom side inlet part (for example, the
その結果、本実施形態の蒸発器2においても、第1実施形態と同様に、液供給タンク22内に気相の作動流体が混入したとしても、蒸発部の全域で作動流体の蒸発潜熱によって、組電池BP全体を均等に冷却することができる。
As a result, also in the
(第3実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、図6、図7に示すように、蒸発器2の構成を変更した例を説明する。
Third Embodiment
In this embodiment, an example in which the configuration of the
具体的には、本実施形態の蒸発器2は、作動流体チューブとして一枚の板状に形成された扁平多穴チューブ26を備えている。扁平多穴チューブ26には、上下方向に延びる複数の貫通穴が形成されている。複数の貫通穴は、板面(すなわち、扁平面)に沿って、1列に並んで配置されている。従って、扁平多穴チューブ26の内部は、第1実施形態と同様に、複数の貫通穴によって複数の流体通路に区画されている。
Specifically, the
このような扁平多穴チューブ26は、第1実施形態で説明した扁平多穴チューブ21と同様に、押出成形等により製造することができる。
Such a flat
また、本実施形態の液供給タンク22の側面には、扁平多穴チューブ26の下方側の端部が挿入されて接続される1つの挿入穴22bが形成されている。液供給タンク22の挿入穴22bは、液供給タンク22の長手方向に延びる扁平形状に形成されている。同様に、流体流出タンク23の側面には、扁平多穴チューブ26の上方側の端部が挿入されて接続される1つの扁平形状の挿入穴23bが形成されている。
Further, on the side surface of the
さらに、図7に示すように、扁平多穴チューブ26の下方側の端面は、水平方向から見たときに、下方側に尖った尖頭部26aが複数箇所に形成されるように傾斜している。
Furthermore, as shown in FIG. 7, the lower end surface of the flat
より詳細には、本実施形態では、予め定めた本数(本実施形態では、12本)の流体通路を基準流体通路群とした時に、基準流体通路群の各入口部は、液供給タンク22の長手方向に向かって前半の半数の開口位置が順に低くなり、後半の半数の開口位置が順に多角なるという基準変化パターンで変化している。つまり、基準流体通路群のうち、液供給タンク22の長手方向中央部に尖頭部26aが形成されている。
More specifically, in the present embodiment, when a predetermined number (12 in the present embodiment) of fluid passages is used as the reference fluid passage group, each inlet portion of the reference fluid passage group corresponds to that of the
そして、液供給タンク22の内部に開口する扁平多穴チューブ26の全ての入口部の開口位置は、液供給タンク22の長手方向に向かって、基準変化パターンを繰り返して規則的に変化している。
The opening positions of all the inlets of the flat
扁平多穴チューブ26は、尖頭部26aが液供給タンク22の内へ内壁面に当接した状態で接続されている。従って、本実施形態では、尖頭部26aと重合あるいは隣接する入口部が底面側入口部212fとなる。そして、底面側入口部212fは、第2実施形態と同様に、各電池セルBCを均等に冷却可能に配置されている。
The flat
また、本実施形態の流体流出タンク23は、流体流出口23aの形成された長手方向一端側に向かって高さ方向の寸法が拡大している。つまり、本実施形態の流体流出タンク23では、長手方向一端側に向かうに伴って、長手方向に垂直な通路断面積が拡大している。
Moreover, the dimension of the height direction is expanding toward the longitudinal direction one end side in which the
その他の蒸発器2およびサーモサイフォン式の冷却装置1の構成および作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態の蒸発器2においても、第2実施形態と同様に、液供給タンク22内に気相の作動流体が混入したとしても、蒸発部の全域で作動流体の蒸発潜熱によって、組電池BP全体を均等に冷却することができる。
The configuration and operation of the
また、本実施形態では、図6に示すように、流体流出タンク23として、流体流出口23aの形成された長手方向一端側に向かうに伴って通路断面積を拡大させたものを採用している。これによれば、気相の作動流体が流体流出タンク23を流通する際の圧力損失を低減させることができ、作動流体を自然循環させやすい。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, as the
(第4実施形態)
本実施形態では、第3実施形態に対して、図8に示すように、扁平多穴チューブ26の各流体通路の入口部の開口位置の変化のパターン(すなわち、基準変化パターン)を変更した例を説明する。
Fourth Embodiment
In the present embodiment, as shown in FIG. 8 with respect to the third embodiment, an example in which the change pattern of the opening position of the inlet portion of each fluid passage of the flat multi-hole tube 26 (that is, the reference change pattern) is changed Explain.
具体的には、本実施形態の基準変化パターンでは、第2実施形態と同様に、入口部として、液供給タンク22の中心線CLよりも下方側で同じ高さで開口するものと、液供給タンク22の中心線CLよりも上方側で同じ高さで開口するものとの2種類を設けた基準変化パターンを採用している。
Specifically, in the reference change pattern of the present embodiment, as in the second embodiment, the inlet portion is the same as the one opened at the same height below the center line CL of the
その他の蒸発器2およびサーモサイフォン式の冷却装置1の構成および作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態の蒸発器2においても、第3実施形態と同様に、液供給タンク22内に気相の作動流体が混入したとしても、蒸発部の全域で作動流体の蒸発潜熱によって、組電池BP全体を均等に冷却することができる。
The configuration and operation of the
(第5実施形態)
本実施形態では、図9に示すように、板面に凹凸が形成され一対の第1プレート部材271、および第2プレート部材272を貼り合わせることによって形成された蒸発器20について説明する。
Fifth Embodiment
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, an
第1プレート部材271の下方側には、第2プレート部材272から離れる側に凹んだ第1液供給形成部271aが形成されている。第1液供給形成部271aは、水平方向に延びる形状に形成されている。第1プレート部材271の上方側には、第2プレート部材272から離れる側に凹んだ第1流体流出形成部271bが形成されている。第1流体流出形成部271bは、水平方向に延びる形状に形成されている。
On the lower side of the
第1プレート部材271の上下方向中央部であって、第1液供給形成部271aと第1流体流出形成部271bとの間には、第2プレート部材272から離れる側に凹んだ複数の第1チューブ形成部271cが形成されている。それぞれの第1チューブ形成部271cは、第1液供給形成部271aと第1流体流出形成部271bとを接続するように上下方向に延びる形状に凹んでいる。それぞれの第1チューブ形成部271cは、水平方向に等間隔に配置されている。
A plurality of first concave portions of the
一方、第2プレート部材272の下方側であって、第1液供給形成部271aと水平方向に重合する位置には、第1プレート部材271から離れる側に凹んだ第2液供給形成部272aが形成されている。第2プレート部材272の上方側であって、第1流体流出形成部271bと水平方向に重合する位置には、第1プレート部材271から離れる側に凹んだ第2流体流出形成部272bが形成されている。
On the other hand, the second liquid
第2プレート部材272の上下方向中央部であって、第2液供給形成部272aと第2流体流出形成部272bとの間には、第1プレート部材271の複数の第1チューブ形成部271cの形成された部位が貼り合わされる平坦面部272cが形成されている。
A plurality of first
また、第2プレート部材272の第2液供給形成部272aの長手方向他端側には、凝縮器4にて凝縮した液相の作動流体を流入させる流体流入口22aが設けられている。第2プレート部材272の第2流体流出形成部272bの長手方向一端側には、気相の作動流体を流出させる流体流出口23aが設けられている。
Further, on the other end side in the longitudinal direction of the second liquid
従って、第1プレート部材271と第2プレート部材272とを貼り合わせると、第1液供給形成部271aと第2液供給形成部272aとによって、第1実施形態で説明した液供給タンク22に対応する構成としての液供給タンク部221が形成される。液供給タンク部221は、断面長方形状の有底筒状に形成されている。
Therefore, when the
また、第1流体流出形成部271bと第2流体流出形成部272bとによって、第1実施形態で説明した流体流出タンク23に対応する構成としての流体流出タンク部231が形成される。流体流出タンク部231は、長手方向一端側に向かうに伴って、長手方向に垂直な通路断面積が拡大している。
The first fluid
また、第1チューブ形成部271cと平坦面部272cによって、下方側から上方側へ向かって作動流体を流通させるプレートチューブ211が形成される。さらに、本実施形態では、第1チューブ形成部271cの内部に、第1チューブ形成部271c内を複数の流体通路に区画するためのサブチューブ273が配置されている。従って、本実施形態の作動流体チューブは、プレートチューブ211とサブチューブ273とを有している。
Further, the first
サブチューブ273は、複数の貫通穴が形成された扁平多穴チューブである。サブチューブ273の内部は、図10に示すように、第1流体通路211g〜第3流体通路211iの3つの流体通路に区画されている。なお、図10では、図示の明確化のため、第1プレート部材271と第2プレート部材272とを貼り合わせる際の接合面を網掛けハッチングで示している。このことは、後述する図11、図12でも同様である。
The
サブチューブ273の幅寸法は、第1チューブ形成部271cの幅寸法よりも小さく設定されている。このため、サブチューブ273の幅方向の両側と第1チューブ形成部271cの内壁面との隙間には、第4流体通路211jおよび第5流体通路211kが形成される。
The width dimension of the sub-tube 273 is set smaller than the width dimension of the first
サブチューブ273の下端部は、液供給タンク部221の内部に延びている。このため、第1流体通路211g〜第3流体通路211iの下端部に開口する第1入口部212g〜第3入口部212iは、液供給タンク部221の内部で開口している。そして、第1入口部212g〜第3入口部212iは、第4流体通路211jおよび第5流体通路211kの下端部に開口する第4入口部212jおよび第5入口部212kよりも下方側で開口している。
The lower end portion of the
より詳細には、第1入口部212g〜第3入口部212iは、液供給タンク部221の上下方向中央部よりも下方側で、互いに同じ高さで開口している。従って、本実施形態では、第1入口部212g〜第3入口部212iが底面側入口部となる。
More specifically, the
その他のサーモサイフォン式の冷却装置1の構成および作動は、第1実施形態と同様である。上記の如く、蒸発器20は、第1実施形態で説明した蒸発器2と実質的に同様の構成を有している。従って、本実施形態の蒸発器20においても、第1実施形態と同様に、液供給タンク部221内に気相の作動流体が混入したとしても、蒸発部の全域で作動流体の蒸発潜熱によって、組電池BP全体を均等に冷却することができる。
The configuration and operation of the other
さらに、本実施形態の変形例として、図11に示すように、第1実施形態と同様に、サブチューブ273の下端部に開口する第1入口部212g〜第3入口部212iの開口位置を上下方向に変化させてもよい。
Furthermore, as a modification of the present embodiment, as shown in FIG. 11, the opening positions of the
また、第4流体通路211j、第5流体通路211kのいずれか一方を設けるようにしてもよい。
Further, any one of the
また、サブチューブ273の幅寸法と第1チューブ形成部271cの幅寸法が同等に設定されている場合には、第4流体通路211j、第5流体通路211kが形成されない。この場合は、図12に示すように、第1入口部212g〜第3入口部212iの開口位置を上下方向に変化させて、いずれか(本実施形態では、第1入口部212g)を底面側入口部とすることで、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
When the width dimension of the sub-tube 273 and the width dimension of the first
(第6実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、図13、図14に示すように、液供給タンク22内に整流板28を配置した例を説明する。整流板28は、車両が傾斜した場合等に、液供給タンク22内の高い位置に気相の作動流体が集中してしまうことを抑制する板状部材である。つまり、整流板28は、車両が傾斜した場合等に、作動流体が液供給タンク22の内部を移動してしまうことを抑制する機能を有している。
Sixth Embodiment
In the present embodiment, as shown in FIGS. 13 and 14, an example in which the rectifying
整流板28は、液供給タンク22と同種の金属で、液供給タンク22の内壁面の上方側にろう付けにて接合されている。整流板28は、図13に示すように、隣り合う扁平多穴チューブ21同士の間に配置されている。従って、整流板28の厚みは、隣り合う扁平多穴チューブ21同士の間隔よりも薄い。
The
整流板28は、図14に示すように、液供給タンク22の長手方向から見たときに、半円形状に形成されている。このため、整流板28は、液供給タンク22の上方側の半分を閉塞している。
The straightening
その他の蒸発器2およびサーモサイフォン式の冷却装置1の構成および作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態の蒸発器2においても、第1実施形態と同様に、液供給タンク22内に気相の作動流体が混入したとしても、蒸発部の全域で作動流体の蒸発潜熱によって、組電池BP全体を均等に冷却することができる。
The configuration and operation of the
さらに、本実施形態の蒸発器2では、整流板28が配置されているので、電気自動車の加減速や車体の傾斜によって、液供給タンク22の中心線CLや液供給タンク22内の液面が水平方向から傾いたとしても、液相の作動流体が液供給タンク22の内部を移動してしまうことが抑制される。
Furthermore, in the
従って、液供給タンク22の中心線CLや液供給タンク22内の液面が水平方向から傾いた際に、一部の第1流体通路211aに液相の作動流体が供給されなくなってしまうことを抑制することができる。これにより、組電池BP全体を、均等に冷却することができる。さらに、整流板28によれば、液供給タンク22内で液相の作動流体が気相の作動流体と混ざって移動する際に生じる異音の発生を抑制することができる。
Therefore, when the center line CL of the
(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present invention. In addition, the means disclosed in each of the above embodiments may be combined as appropriate in the feasible range.
(1)上述の実施形態では、蒸発器2、20の冷却対象物を組電池BPとした例を説明したが、冷却対象物は組電池BPに限定されない。本実施形態の蒸発器2、20を備えるサーモサイフォン式の冷却装置1は、全体が均等に冷却されることが望ましい冷却対象物を冷却するために用いて好適である。
(1) In the above-mentioned embodiment, although the example which made the battery pack BP the cooling object of the
また、冷却対象物としての組電池BPは、電気自動車に搭載されるものに限定されない。例えば、走行用の駆動力を内燃機関(エンジン)および走行用電動モータから得るハイブリッド車両等に搭載されるものであってもよい。また、組電池BPには、電気的に並列に接続された電池セルBCが含まれていてもよい。 Further, the battery pack BP as the object to be cooled is not limited to one mounted on an electric vehicle. For example, it may be mounted on a hybrid vehicle or the like which obtains driving power for traveling from an internal combustion engine (engine) and a traveling electric motor. In addition, the battery pack BP may include battery cells BC electrically connected in parallel.
また、上述の実施形態では、電池セルBCを2列に積層し、蒸発器2の蒸発部の両側に1列ずつ配置した例を説明したが、電池セルBCおよび蒸発器2の配置態様はこれに限定されない。電池セルBCが積層される列数は2列に限定されないし、蒸発器2の数量も1つに限定されない。
Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example which laminated | stacked battery cell BC to 2 rows and arrange | positioned 1 row each on the both sides of the evaporation part of the
例えば、電池セルBCを1列に積層し、蒸発器2、20の蒸発部の一方の面に熱的に接続されるように配置してもよい。さらに、電池セルBCを4列に積層し、2つの蒸発器2、20の蒸発部の両側に1列ずつ配置してもよい。この場合は、サーモサイフォン式の冷却装置1において、2つの蒸発器2を作動流体流れに対して並列的に接続すればよい。
For example, the battery cells BC may be stacked in one row and disposed so as to be thermally connected to one surface of the evaporation portion of the
(2)蒸発器2、20を構成する各構成部は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。
(2) Each component which comprises
例えば、蒸発器2の液供給タンク22は、断面円形状に形成されたものに限定されず、第5実施形態で説明した蒸発器20の液供給タンク部221のように、断面多角形状に形成されたものであってもよい。このことは、流体流出タンク23についても同様である。
For example, the
断面多角形状の液供給タンク22では、断面の重心点を結んだ線を、上限方向中央部と定義してもよい。また、断面形状が変化する液供給タンク22の上下方向中央部については、水平方向から見たときに液供給タンク22の内部空間の上下方向の中心部を結んだ線と定義してもよい。
In the
熱拡散板24は、他の金属(例えば、銅)製のものを採用してもよい。さらに、金属に限定されることなく、伝熱性に優れる炭素材料(例えば、炭素繊維、カーボンナノチューブ)で形成されていてもよい。熱伝導材25は、グリス状のものを採用してもよい。さらに、蒸発器2と組電池BPとの間の電気絶縁性が確保できれば、熱伝導材25を廃止して、蒸発器2と組電池BPとを直接接触させてもよい。
The
第5実施形態では、サブチューブ273として、押出成形等により製造される扁平多穴チューブを採用した例を説明したが、サブチューブはこれに限定されない。例えば、板状部材を折り曲げて接合することによって製造される電縫管を採用してもよい。もちろん、第1チューブ形成部271cの幅方向より細い単孔の管を単数あるいは複数配置することによって、サブチューブを形成してもよい。
Although the example which employ | adopted the flat multi hole tube manufactured by extrusion molding etc. was demonstrated as a
さらに、第5実施形態では、全ての第1チューブ形成部271cの内部に、サブチューブ273を配置した例を説明したが、サブチューブ273の配置はこれに限定されない。冷却対象物の全体を均等に冷却することができれば、例えば、図15に示すように、サブチューブ273が配置されない第1チューブ形成部271cが設けられていてもよい。
Furthermore, although the example which arrange | positioned the
この場合は、サブチューブ273が配置される第1チューブ形成部271とサブチューブ273が配置されない第1チューブ形成部271cとを交互に配置する等、サブチューブ273が配置される第1チューブ形成部271とサブチューブ273が配置されない第1チューブ形成部271cが、液供給タンク部221の長手方向に規則的に配置されていることが望ましい。
In this case, the first tube forming portion in which the
第6実施形態では、液供給タンク22の長手方向から見たときに、半円形状に形成された整流板28を採用した例を説明したが、整流板28の形状はこれに限定されない。液供給タンク22の内壁面に接合可能であれば、矩形状に形成されていてもよい。さらに、液相の作動流体が液供給タンク22の内部を移動することを抑制可能であれば、液供給タンク22のいずれの一部の部位を閉塞するように配置されていてもよい。
In the sixth embodiment, when viewed from the longitudinal direction of the
(3)サーモサイフォン式の冷却装置1を構成する各構成機器は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。
(3) Each component apparatus which comprises the thermosiphon
凝縮器4は、気相の作動流体を凝縮させることができるものであれば、上述の実施形態に開示された熱交換器に限定されることなく、種々の形式のものを採用することができる。例えば、凝縮器4として、気相の作動流体と外気やLLC(冷却水)とを熱交換させる熱交換器を採用してもよい。 The condenser 4 is not limited to the heat exchanger disclosed in the above-described embodiment as long as it can condense the working fluid in the gas phase, and various types of condensers can be adopted. . For example, a heat exchanger may be adopted as the condenser 4 for exchanging heat between the gas phase working fluid and the outside air or LLC (cooling water).
さらに、凝縮器4として、気相の作動流体をペルチェ素子等によって発生させた冷熱で冷却する冷却装置を採用してもよい。凝縮器4は、複数設けられており、作動流体の流れに対して互いに並列的あるいは直列的に接続されていてもよい。 Furthermore, as the condenser 4, a cooling device may be adopted which cools the working fluid in the gas phase with the cold heat generated by a Peltier element or the like. A plurality of condensers 4 may be provided and connected in parallel or in series to the flow of the working fluid.
また、第1実施形態で説明したサーモサイフォン式の冷却装置1において、蒸発器2以外を1つの作動流体配管で形成してもよい。つまり、作動流体配管のうち作動流体を冷却して凝縮させる部位を凝縮器としての機能を果たす凝縮部とし、凝縮部の作動流体流れ上流側の部位を気相流体配管3とし、凝縮部の作動流体流れ下流側の部位を液相流体配管5としてもよい。
Further, in the
また、上述の実施形態では、作動流体として、R134aを採用した例を説明したが、作動流体はこれに限定されない。作動流体として、別のフロン系冷媒(例えば、R1234yf)を採用してもよい。さらに、フロン系冷媒に限定されることなく、プロパン、二酸化炭素、アルコール等の熱媒体を採用してもよい。 Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example which employ | adopted R134a as a working fluid, a working fluid is not limited to this. Another fluorocarbon-based refrigerant (eg, R1234yf) may be employed as the working fluid. Furthermore, the heat medium such as propane, carbon dioxide and alcohol may be employed without being limited to the fluorocarbon refrigerant.
2、20 蒸発器
21、26、211 扁平多穴チューブ、プレートチューブ(作動流体チューブ)
211a…211e 流体通路
212a…212e 入口部
2, 20
211a ... 211e
Claims (8)
作動流体を流通させる作動流体チューブ(21、26、211)と、
前記作動流体チューブの下方側の端部に接続されて、前記作動流体チューブに液相の前記作動流体を供給する液供給部(22、221)と、を備え、
前記作動流体チューブは、内部を流通する液相の前記作動流体に冷却対象物(BP)の有する熱を吸熱させて、前記作動流体を蒸発させる蒸発部を形成しており、
前記作動流体チューブの内部は、下方側から上方側へ向かって前記作動流体を流通させる複数の流体通路(211a…211k)に区画されており、
前記複数の流体通路の入口部(212a…212k)の少なくとも一部は、前記液供給部の内部で開口しているとともに、それぞれの開口位置が互いに上下方向に異なっている蒸発器。 An evaporator applied to a thermosyphon cooling system (1), comprising:
Working fluid tubes (21, 26, 211) for circulating working fluid;
A liquid supply unit (22, 221) connected to the lower end of the working fluid tube to supply the working fluid of the liquid phase to the working fluid tube;
The working fluid tube forms an evaporation unit that evaporates the working fluid by absorbing heat of the object to be cooled (BP) by the working fluid in a liquid phase flowing therethrough.
The inside of the working fluid tube is divided into a plurality of fluid passages (211a ... 211k) for passing the working fluid from the lower side to the upper side,
An evaporator, wherein at least a part of the inlets (212a to 212k) of the plurality of fluid passages are opened inside the liquid supply unit, and the positions of the openings are different in the vertical direction.
前記底面側入口部は、複数設けられており、
複数の前記底面側入口部は、互いに間隔を開けて配置されている請求項1に記載の蒸発器。 Among the inlets, when the inlet opening at the position closest to the bottom surface of the liquid supply unit is defined as the bottom side inlet,
A plurality of bottom side inlets are provided,
The evaporator according to claim 1, wherein the plurality of bottom side inlets are spaced apart from each other.
前記複数の電池セルの積層方向に垂直な水平方向から見たときに、それぞれの電池セルは前記底面側入口部を有する流体通路の少なくとも1つと重合配置されている請求項2に記載の蒸発器。 The object to be cooled is a battery pack (BP) formed by stacking a plurality of battery cells (BC),
The evaporator according to claim 2, wherein each battery cell is arranged to overlap with at least one of the fluid passages having the bottom side inlets when viewed from the horizontal direction perpendicular to the stacking direction of the plurality of battery cells. .
前記作動流体チューブの下方側の端面には、水平面に対して傾斜した部位が形成されている請求項1ないし3のいずれか1つに記載の蒸発器。 The working fluid tube is a multi-hole tube (21, 26) in which a plurality of through holes are formed,
The evaporator according to any one of claims 1 to 3, wherein the lower end surface of the working fluid tube is formed with a portion inclined with respect to a horizontal surface.
前記複数の流体通路の入口部の別の少なくとも1つは、前記液供給部の上下方向中央部よりも上方側で開口している請求項1ないし6のいずれか1つに記載の蒸発器。 At least one of the inlets of the plurality of fluid passages is opened below the vertical center of the liquid supply unit,
The evaporator according to any one of claims 1 to 6, wherein at least another one of the inlets of the plurality of fluid passages is open above the vertical center of the liquid supply unit.
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