JP2020092263A - 電子部品冷却装置 - Google Patents
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Abstract
Description
つまり、上記のように、蒸発器通過後の冷媒の乾き度に応じて冷媒循環量を制御するということは、当該方法は、少なくとも蒸発器を備えた冷却システムでなければ適用できない。すなわち、蒸発器と圧縮機と凝縮器と膨脹弁とを備える冷却サイクルが構成されていることが必要となる。したがって、特許文献1の技術は、適用範囲が狭く、効率のよい電子部品の冷却を実現する手法としては、必ずしも容易な手法とは言えない。
上記冷却器内に導入される上記冷媒の温度を取得する冷媒温度取得部(3)と、
上記冷却器内を流通する上記冷媒の流量を取得する冷媒流量取得部(4)と、
上記電子部品における熱損失を推定する熱損失推定部(51)と、
上記冷媒温度取得部によって取得された冷媒温度(T)と、上記冷媒流量取得部によって取得された冷媒流量(V)と、に基づいて、上記電子部品における熱損失の適正上限閾値(Q1)を算出する損失閾値算出部(52)と、
上記冷却器を流通する上記冷媒の流量を制御する冷媒流量制御部(53)と、を有し、
上記冷媒流量制御部は、上記熱損失推定部によって推定された上記電子部品の熱損失である推定熱損失(Q)が、上記適正上限閾値を超えたとき、上記冷却器を流通する上記冷媒の流量を増加させるよう構成されている、電子部品冷却装置(1)にある。
上記冷却器内に導入される上記冷媒の温度を取得する冷媒温度取得部(3)と、
上記冷却器内を流通する上記冷媒の流量を取得する冷媒流量取得部(4)と、
上記冷却器内における流路内圧を取得する内圧取得部(60)と、
上記内圧取得部によって取得された上記流路内圧の振幅である内圧振幅(Pw)を算出する内圧振幅算出部(61)と、
上記冷媒温度取得部によって取得された冷媒温度(T)と、上記冷媒流量取得部によって取得された冷媒流量(V)と、に基づいて、上記内圧振幅の適正上限閾値(Pw1)を算出する振幅閾値算出部(62)と、
上記冷却器を流通する上記冷媒の流量を制御する冷媒流量制御部(63)と、を有し、
上記冷媒流量制御部は、上記内圧振幅算出部によって算出された上記内圧振幅が、上記適正上限閾値を超えたとき、上記冷却器を流通する上記冷媒の流量を増加させるよう構成されている、電子部品冷却装置(1)にある。
上記電子部品と熱的に接触する冷却管(20)を備えており、
該冷却管は、冷媒を流通させる冷媒流路(22)と、該冷媒流路への冷媒の入口である冷媒入口(231)と、上記冷媒流路からの冷媒の出口である冷媒出口(232)とを有し、
上記冷媒流路には、インナフィン(24)が設けてあり、
上記冷却管と上記電子部品との積層方向(X)と、上記冷媒入口と上記冷媒出口との並び方向(Y)との双方に直交する方向を、幅方向(Z)としたとき、上記冷媒流路の上記幅方向における両外側部と、その間の中央部とには、上記インナフィンの形成パターンが互いに異なる外側流路(222)と中央流路(221)とが、それぞれ形成され、
上記外側流路における上記インナフィンは、上記積層方向から見たとき、上記並び方向に対して傾斜した複数の傾斜部(241)を有すると共に、該傾斜部の傾斜方向が、上記並び方向において交互に変わるように配置され、かつ、上記並び方向において隣り合う上記傾斜部の間には、上記幅方向に開口する連通路(223)が形成され、
上記中央流路における流路抵抗は、上記外側流路における流路抵抗よりも小さい、電子部品冷却装置にある。
上記電子部品と熱的に接触する冷却管(20)を備えており、
該冷却管は、冷媒を流通させる冷媒流路(22)と、該冷媒流路への冷媒の入口である冷媒入口(231)と、上記冷媒流路からの冷媒の出口である冷媒出口(232)とを有し、
上記冷媒流路には、インナフィン(24)が設けてあり、
上記冷却管と上記電子部品との積層方向(X)と、上記冷媒入口と上記冷媒出口との並び方向(Y)との双方に直交する方向を、幅方向(Z)としたとき、上記冷媒流路の上記幅方向における両外側部と、その間の中央部とには、上記インナフィンの形成パターンが互いに異なる外側流路(222)と中央流路(221)とが、それぞれ形成され、
上記中央流路における流路抵抗は、上記外側流路における流路抵抗よりも小さい、電子部品冷却装置にある。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、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ものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
電子部品冷却装置に係る実施形態について、図1〜図3を参照して説明する。
本形態の電子部品冷却装置1は、図1に示すごとく、冷却器2と、冷媒温度取得部3と、冷媒流量取得部4と、熱損失推定部51と、損失閾値算出部52と、冷媒流量制御部53と、を有する。
冷媒流量制御部53は、推定熱損失Qが、適正下限閾値Q2を下回ったとき、冷却器2を流通する冷媒の流量を減少させるよう構成されている。
まず、冷媒温度取得部3としての温度センサ、冷媒流量取得部4としての流量計、さらには電子部品Eの電流を取得する電流センサによって、それぞれ冷媒温度T、冷媒流量V、電子部品Eに流れる電流の電流値Iを取得する(ステップS1参照)。
そして、推定熱損失Qを、適正上限閾値Q1及び適正下限閾値Q2と、それぞれ比較する(ステップS4、S5参照)。ここで、推定熱損失Qが、適正上限閾値Q1以下、かつ、適正下限閾値Q2以上である場合、すなわち、Q2≦Q≦Q1 を満たしている場合には、特に冷媒流量を変更しない。
上記電子部品冷却装置1は、熱損失推定部51と損失閾値算出部52とを有する。熱損失推定部51は、電子部品Eにおける熱損失を推定する。損失閾値算出部52は、冷媒温度Tと冷媒流量Vとに基づいて適正上限閾値Q1を算出する。そして、冷媒流量制御部53において、推定熱損失Qが適正上限閾値Q1を超えたとき、冷媒の流量を増加させる。
本形態は、図4に示すごとく、冷媒循環路11にバルブ113を設けた形態である。
本形態においては、バルブ113として、電磁弁を採用している。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
本形態は、図5〜図7に示すごとく、冷却器2における流路内圧の振幅である内圧振幅を利用して、適正な冷媒流量の制御を行うことができるよう構成した、電子部品冷却装置1の形態である。
冷媒流量制御部63は、内圧振幅Pwが、適正下限閾値Pw2を下回ったとき、冷却器2を流通する冷媒の流量を減少させるよう構成されている。
まず、冷媒温度取得部3としての温度センサ、冷媒流量取得部4としての流量計、さらには内圧取得部60としての圧力センサによって、それぞれ冷媒温度T、冷媒流量V、冷却器2の流路内圧Pを取得する(ステップS11参照)。
その他は、実施形態1と同様である。
上記電子部品冷却装置1は、内圧振幅算出部61と振幅閾値算出部62とを有する。内圧振幅算出部61は、内圧振幅Pwを算出する。振幅閾値算出部62は、冷媒温度Tと冷媒流量Vとに基づいて、内圧振幅Pwの適正上限閾値Pw1を算出する。そして、内圧振幅Pwが適正上限閾値Pw1を超えたとき、冷媒流量制御部63は、冷媒の流量を増加させる。
本形態は、図8に示すごとく、冷媒循環路11にバルブ113を設けた形態である。
本形態においては、バルブ113として、電磁弁を採用している。バルブ113は、冷媒循環路11における、ポンプ112よりも下流側、かつ内圧取得部60よりも上流側に配置されている。
その他、実施形態3と同様の作用効果を有する。
本形態は、図9〜図11に示すごとく、実施形態1と実施形態2とを組み合わせた形態である。
すなわち、本形態においては、推定熱損失Qと内圧振幅Pwとの双方を利用して、冷媒流量の制御を行うよう構成されている。
まず、冷媒温度T、冷媒流量V、電子部品Eに流れる電流の電流値I、及び流路内圧Pを取得する(ステップS21参照)。
その他は、実施形態1又は実施形態3と同様である。
その他、実施形態1又は実施形態3と同様の作用効果を有する。
本形態は、図12〜図15に示すごとく、冷却管20内の冷媒流路22が、下記のような中央流路221と外側流路222とを有する、電子部品冷却装置10の形態である。
本形態の電子部品冷却装置10は、電子部品Eを冷却する冷却装置である。図12に示すごとく、電子部品冷却装置10は、電子部品Eと熱的に接触する冷却管20を備えている。
冷却管20と電子部品Eとの積層方向Xと、冷媒入口231と冷媒出口232との並び方向Yとの双方に直交する方向を、幅方向Zとする。冷媒流路の幅方向Zにおける両外側部と、その間の中央部とには、インナフィン24の形成パターンが互いに異なる外側流路222と中央流路221とが、それぞれ形成されている。
そして、外側流路222においては、上記のような状態にて、複数の傾斜部241が配列されてインナフィン24が形成されているため、その間を流れる冷媒の流路抵抗が大きくなりやすい。すなわち、連続インナフィン242同士の間に分岐流路224が形成される中央流路221よりも、外側流路222の方が、冷媒の流路抵抗が大きくなっている。
上記電子部品冷却装置10において、中央流路221における流路抵抗は、外側流路222における流路抵抗よりも小さい。これにより、中央流路221における冷媒流量を多くすることができる。それゆえ、局部的な冷媒温度の上昇を抑制し、電子部品Eの冷却を効率よく行うことができる。
本形態は、図16に示すごとく、中央流路221の一部において、インナフィン24の形成パターンを、オフセットウェーブパターンOWとした形態である。
すなわち、中央流路221において、X方向から見て電子部品Eと重なる部分を、オフセットウェーブパターンOWとしている。そして、中央流路221において、X方向から見て電子部品Eと重ならない部分は、連通路223が形成されていない。
その他は、実施形態6と同様である。
その他、実施形態6と同様の作用効果を有する。
本形態は、図17に示すごとく、外側流路222の一部のみにオフセットウェーブパターンOWを形成した形態である。
その他は、実施形態7と同様である。
その他、実施形態7と同様の作用効果を有する。
本形態は、図18に示すごとく、Y方向の位置が上流側の電子部品Eと重なる領域に、オフセットウェーブパターンOWを形成し、Y方向の位置が下流側の電子部品Eと重なる領域には、オフセットウェーブパターンOWを形成しない形態である。
その他は、実施形態8と同様である。
その他、実施形態8と同様の作用効果を有する。
本形態は、図19に示すごとく、実施形態9とは逆に、Y方向の位置が下流側の電子部品Eと重なる領域に、オフセットウェーブパターンOWを形成し、Y方向の位置が上流側の電子部品Eと重なる領域には、オフセットウェーブパターンOWを形成しない形態である。
その他は、実施形態8と同様である。
その他、実施形態8と同様の作用効果を有する。
本変形形態の電子部品冷却装置1においては、図20に示すごとく、例えば、ECU5内に、冷媒温度取得部3及び冷媒流量取得部4を設ける。冷媒温度取得部3には、上述のように予め設定された所定の冷媒温度Tが入力され、記憶されている。この冷媒温度Tは、損失閾値算出部52へ送られると共に、冷媒流量取得部4にも送られる。冷媒流量取得部4は、冷媒温度取得部3から受け取った冷媒温度Tを、電子部品の電流及び電子部品の温度と共に用いて、冷却器2内の冷媒流量Vを算出する。
そして、損失閾値算出部52は、冷媒温度取得部3から受け取った冷媒温度Tと、冷媒流量取得部4から受け取った冷媒流量Vとを基に、電子部品Eにおける熱損失の適正上限閾値Q1及び適正下限閾値Q2を算出する。その他は、実施形態1と同様である。
2 冷却器
3 冷媒温度取得部
4 冷媒流量取得部
51 熱損失推定部
52 損失閾値算出部
53、63 冷媒流量制御部
Claims (8)
- 内部に液状の冷媒を流通させて、電子部品(E)を冷却する冷却器(2)と、
上記冷却器内に導入される上記冷媒の温度を取得する冷媒温度取得部(3)と、
上記冷却器内を流通する上記冷媒の流量を取得する冷媒流量取得部(4)と、
上記電子部品における熱損失を推定する熱損失推定部(51)と、
上記冷媒温度取得部によって取得された冷媒温度(T)と、上記冷媒流量取得部によって取得された冷媒流量(V)と、に基づいて、上記電子部品における熱損失の適正上限閾値(Q1)を算出する損失閾値算出部(52)と、
上記冷却器を流通する上記冷媒の流量を制御する冷媒流量制御部(53)と、を有し、
上記冷媒流量制御部は、上記熱損失推定部によって推定された上記電子部品の熱損失である推定熱損失(Q)が、上記適正上限閾値を超えたとき、上記冷却器を流通する上記冷媒の流量を増加させるよう構成されている、電子部品冷却装置(1)。 - 上記損失閾値算出部は、上記冷媒温度取得部によって取得された冷媒温度と、上記冷媒流量取得部によって取得された冷媒流量と、に基づいて、上記電子部品における熱損失の適正下限閾値(Q2)を算出するよう構成されており、該適正下限閾値は、上記適正上限閾値Q1よりも小さく、
上記冷媒流量制御部は、上記推定熱損失が、上記適正下限閾値を下回ったとき、上記冷却器を流通する上記冷媒の流量を減少させるよう構成されている、請求項1に記載の電子部品冷却装置。 - 内部に液状の冷媒を流通させて、電子部品(E)を冷却する冷却器(2)と、
上記冷却器内に導入される上記冷媒の温度を取得する冷媒温度取得部(3)と、
上記冷却器内を流通する上記冷媒の流量を取得する冷媒流量取得部(4)と、
上記冷却器内における流路内圧を取得する内圧取得部(60)と、
上記内圧取得部によって取得された上記流路内圧の振幅である内圧振幅(Pw)を算出する内圧振幅算出部(61)と、
上記冷媒温度取得部によって取得された冷媒温度(T)と、上記冷媒流量取得部によって取得された冷媒流量(V)と、に基づいて、上記内圧振幅の適正上限閾値(Pw1)を算出する振幅閾値算出部(62)と、
上記冷却器を流通する上記冷媒の流量を制御する冷媒流量制御部(63)と、を有し、
上記冷媒流量制御部は、上記内圧振幅算出部によって算出された上記内圧振幅が、上記適正上限閾値を超えたとき、上記冷却器を流通する上記冷媒の流量を増加させるよう構成されている、電子部品冷却装置(1)。 - 上記振幅閾値算出部は、上記冷媒温度取得部によって取得された冷媒温度と、上記冷媒流量取得部によって取得された冷媒流量と、に基づいて、上記内圧振幅の適正下限閾値(Pw2)を算出するよう構成されており、該適正下限閾値は、上記適正上限閾値よりも小さく、
上記冷媒流量制御部は、上記内圧振幅が、上記適正下限閾値を下回ったとき、上記冷却器を流通する上記冷媒の流量を減少させるよう構成されている、請求項3に記載の電子部品冷却装置。 - 電子部品(E)を冷却する電子部品冷却装置(10)であって、
上記電子部品と熱的に接触する冷却管(20)を備えており、
該冷却管は、冷媒を流通させる冷媒流路(22)と、該冷媒流路への冷媒の入口である冷媒入口(231)と、上記冷媒流路からの冷媒の出口である冷媒出口(232)とを有し、
上記冷媒流路には、インナフィン(24)が設けてあり、
上記冷却管と上記電子部品との積層方向(X)と、上記冷媒入口と上記冷媒出口との並び方向(Y)との双方に直交する方向を、幅方向(Z)としたとき、上記冷媒流路の上記幅方向における両外側部と、その間の中央部とには、上記インナフィンの形成パターンが互いに異なる外側流路(222)と中央流路(221)とが、それぞれ形成され、
上記外側流路における上記インナフィンは、上記積層方向から見たとき、上記並び方向に対して傾斜した複数の傾斜部(241)を有すると共に、該傾斜部の傾斜方向が、上記並び方向において交互に変わるように配置され、かつ、上記並び方向において隣り合う上記傾斜部の間には、上記幅方向に開口する連通路(223)が形成され、
上記中央流路における流路抵抗は、上記外側流路における流路抵抗よりも小さい、電子部品冷却装置。 - 上記中央流路は、上記並び方向において、上記電子部品よりも上流側から上記電子部品よりも下流側までにわたって連続して形成された上記インナフィンである連続インナフィン(242)を有し、該連続インナフィンによって互いに隔離された複数の分岐流路(224)が、上記電子部品よりも上流側から上記電子部品よりも下流側まで、互いに合流することなく連続している、請求項5に記載の電子部品冷却装置。
- 上記中央流路における上記電子部品と重なる部分は、上記積層方向から見たとき、上記並び方向に対して傾斜した複数の傾斜部(241)を有すると共に、該傾斜部の傾斜方向が、上記並び方向において交互に変わるように配置され、かつ、上記並び方向において隣り合う上記傾斜部の間には、上記幅方向に開口する連通路(223)が形成されている、請求項5に記載の電子部品冷却装置。
- 電子部品(E)を冷却する電子部品冷却装置(10)であって、
上記電子部品と熱的に接触する冷却管(20)を備えており、
該冷却管は、冷媒を流通させる冷媒流路(22)と、該冷媒流路への冷媒の入口である冷媒入口(231)と、上記冷媒流路からの冷媒の出口である冷媒出口(232)とを有し、
上記冷媒流路には、インナフィン(24)が設けてあり、
上記冷却管と上記電子部品との積層方向(X)と、上記冷媒入口と上記冷媒出口との並び方向(Y)との双方に直交する方向を、幅方向(Z)としたとき、上記冷媒流路の上記幅方向における両外側部と、その間の中央部とには、上記インナフィンの形成パターンが互いに異なる外側流路(222)と中央流路(221)とが、それぞれ形成され、
上記中央流路における流路抵抗は、上記外側流路における流路抵抗よりも小さい、電子部品冷却装置。
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