JP2020204429A - Cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、対象機器を冷却する冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a cooling device for cooling a target device.
近年、電気自動車またはハイブリッド自動車などの電動車両に搭載される蓄電装置などの電気機器の温度を調整するための機器温調装置としてサーモサイフォンを使用した技術が検討されている。 In recent years, a technique using a thermosiphon as a device temperature control device for adjusting the temperature of an electric device such as a power storage device mounted on an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle has been studied.
特許文献1に記載の温度調節装置は、電池の冷却時に、温度調節部の内側の作動流体が電池から吸熱して蒸発し、気相流路を通って熱媒体冷却部に流入する。熱媒体冷却部で凝縮した液相の作動流体は、液相流路を通り温度調節部に流入する。この温度調節装置は、蒸発器としての温度調節部、気相流路、凝縮器としての熱媒体冷却部、液相流路の順に作動流体が循環するループ型サーモサイフォンとして構成されている。 In the temperature control device described in Patent Document 1, when the battery is cooled, the working fluid inside the temperature control unit absorbs heat from the battery and evaporates, and flows into the heat medium cooling unit through the gas phase flow path. The liquid phase working fluid condensed in the heat medium cooling section flows into the temperature control section through the liquid phase flow path. This temperature control device is configured as a loop type thermosiphon in which a working fluid circulates in the order of a temperature control unit as an evaporator, a gas phase flow path, a heat medium cooling unit as a condenser, and a liquid phase flow path.
上記特許文献1に記載されたものは、気相流路と液相流路が別々に設けられているので、構成が複雑で各流路を構成する配管の体格も大きくなってしまう。 In the one described in Patent Document 1, since the gas phase flow path and the liquid phase flow path are separately provided, the configuration is complicated and the physique of the piping constituting each flow path becomes large.
そこで、図17に示すように、冷却対象としての電池セル81を冷却する蒸発器と凝縮器との間の冷媒の移動を1本の配管80で行う単管型サーモサイフォンとして構成することが考えられる。しかしながら、この場合、以下のような問題が生じる。
Therefore, as shown in FIG. 17, it is conceivable to configure the thermosiphon as a single-tube thermosiphon in which the refrigerant moves between the evaporator and the condenser that cool the
電池セル81との熱交換によって蒸発器から配管80内に流入したガス冷媒は気泡となって配管80内を上昇しようとする。一方、凝縮器から流出した液冷媒は配管80内でガス冷媒の上側から下方に流れようとする。すなわち、熱交換部から流出した液冷媒と蒸発器から流出したガス冷媒は対向流となる。
The gas refrigerant that has flowed into the
このため、蒸発器から流出した気泡が上昇しにくくなり、凝縮器に到達すべき気相の冷媒の流量が減少する。そして、熱輸送能力が低下し冷却能力が低下するといった問題がある。 Therefore, the bubbles flowing out of the evaporator are less likely to rise, and the flow rate of the gas phase refrigerant that should reach the condenser is reduced. Then, there is a problem that the heat transport capacity is lowered and the cooling capacity is lowered.
本発明は上記点に鑑みたもので、簡素な構成で、かつ、冷却能力を向上することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to improve the cooling capacity with a simple structure.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、作動流体の液相と気相の相変化に伴う熱移動により対象機器を冷却する冷却装置であって、対象機器の冷却時に作動流体が蒸発するように対象機器と作動流体とが熱交換可能に構成された蒸発部(14)と、蒸発部より上下方向上側に配置され蒸発部により蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部(16)と、凝縮部により凝縮した作動流体を蒸発部側へ流すとともに蒸発部により蒸発した作動流体を凝縮部側へ流す筒状の配管部(15)と、配管部内に配置され配管部内を凝縮部側の空間と蒸発部側の空間に仕切る仕切部(170)と、仕切部に形成され凝縮部により凝縮した作動流体を上下方向下側に導入する第1開口部(171)と、仕切部に形成され蒸発部により蒸発した作動流体を上下方向上側に導入する第2開口部(172)と、第2開口部から対象機器の冷却停止時における液相の作動流体の液面よりも上下方向上側に延びるとともに第2開口部から導入された作動流体を液面よりも上下方向上側へと導く筒状の筒状流路形成部(173)と、を有する流路形成部材(17)と、を備えている。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a cooling device for cooling a target device by heat transfer accompanying a phase change between the liquid phase and the gas phase of the working fluid, and the working fluid is cooled when the target device is cooled. An evaporative part (14) configured so that the target device and the working fluid can exchange heat so that the hydraulic fluid evaporates, and a condensing part (16) arranged above the evaporative part in the vertical direction to condense the working fluid evaporated by the evaporative part. A tubular piping section (15) that allows the working fluid condensed by the condensing section to flow to the evaporation section side and the working fluid evaporated by the evaporating section to flow to the condensing section side, and a tubular piping section (15) that is arranged in the piping section and has the inside of the piping section on the condensing section side. A partition (170) that divides the space and the space on the evaporation part side, and a first opening (171) that is formed in the partition and introduces the working fluid condensed by the condensing part downward in the vertical direction, and is formed in the partition. The second opening (172) that introduces the working fluid evaporated by the evaporating part upward in the vertical direction and the liquid phase of the liquid phase from the second opening upward in the vertical direction when the cooling of the target device is stopped. A flow path forming member (17) having a tubular tubular flow path forming portion (173) that extends and guides the working fluid introduced from the second opening upward in the vertical direction with respect to the liquid level is provided. ing.
このような構成によれば、仕切部に形成された第1開口部、第2開口部および筒状流路形成部によって蒸発部により蒸発して凝縮部側へ向かう作動流体の流れが凝縮部により凝縮して蒸発部側へ向かう作動流体の流れにより阻害されなくなる。したがって、簡素な構成で、かつ、冷却能力を向上することができる。 According to such a configuration, the flow of the working fluid that evaporates by the evaporating portion by the first opening, the second opening, and the tubular flow path forming portion formed in the partition portion and heads toward the condensing portion is caused by the condensing portion. It is not obstructed by the flow of the working fluid that condenses toward the evaporation part side. Therefore, the cooling capacity can be improved with a simple configuration.
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施
形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
The reference reference numerals in parentheses attached to each component or the like indicate an example of the correspondence between the component or the like and the specific component or the like described in the embodiment described later.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following embodiments, the same or equal parts are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
(第1実施形態)
第1実施形態に係る冷却装置について図1〜図4を用いて説明する。図1に示すように、冷却装置10は、車両に搭載された組電池BPを対象機器として冷却する。組電池BPは、直方体形状の複数の電池セルBCを有している。そして、組電池BPは、その複数の電池セルBCを積層配置した積層体で構成されている。複数の電池セルBCは、概ね水平方向に積層配置されている。
(First Embodiment)
The cooling device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. As shown in FIG. 1, the
組電池BPを構成する複数の電池セルBCは、電気的に直列に接続されている。組電池BPを構成する各電池セル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)で構成されている。なお、電池セルBCは、直方体形状に限らず、円筒形状等の他の形状を有していてもよい。また、組電池BPは、電気的に並列に接続された電池セルBCを含んで構成されていてもよい。 The plurality of battery cells BC constituting the assembled battery BP are electrically connected in series. Each battery cell BC constituting the assembled battery BP is composed of a rechargeable secondary battery (for example, a lithium ion battery or a lead storage battery). The battery cell BC is not limited to a rectangular parallelepiped shape, and may have another shape such as a cylindrical shape. Further, the assembled battery BP may be configured to include a battery cell BC electrically connected in parallel.
組電池BPは車両の走行中の電力供給等を行うと自己発熱する。また、組電池BPは高温環境下で放置されると、組電池BPの劣化が進行する。そのため、冷却装置10によって冷却する必要がある。
The assembled battery BP self-heats when power is supplied while the vehicle is running. Further, if the assembled battery BP is left in a high temperature environment, the deterioration of the assembled battery BP progresses. Therefore, it is necessary to cool it by the
冷却装置10は、気密に構成された密閉容器101と、蒸発熱拡散板102と、凝縮熱拡散板103とを備えている。冷却装置10は、密閉容器101内に封入された作動流体の液相と気相との相変化に伴う熱移動を行うサーモサイフォンとして構成されている。そして、冷却装置10は、そのサーモサイフォンでの熱移動により組電池BPを冷却する。
The
ここで、サーモサイフォンとは、ヒートパイプの一種であり、密閉容器101の凝縮部16で凝縮した液相の作動流体を重力を利用して密閉容器101の蒸発部14へ還流させるものである。図1では、密閉容器101における気相の作動流体の流れは破線矢印AGで示され、液相の作動流体の流れは実線矢印ALで示されている。
Here, the thermosiphon is a kind of heat pipe, and returns the working fluid of the liquid phase condensed in the condensing
密閉容器101の凝縮部16と密閉容器101の蒸発部14の間は配管部15によって接続されている。また、密閉容器101と蒸発熱拡散板102と凝縮熱拡散板103は何れも、高い熱伝導性を有する材料(例えば、アルミニウム、銅、アルミニウム合金などの金属材料)で構成されている。
The
密閉容器101は管状部材で構成されている。本実施形態では、密閉容器101を構成する管状部材は1本である。管状部材の材料として、例えば継目無管が採用される。その管状部材は、材料である直管が複数箇所で曲げられることにより形成されている。
The
密閉容器101内には作動流体が充填されており、密閉容器101内は作動流体で満たされている。その作動流体としては、例えば、蒸気圧縮式の冷凍サイクルで利用されるR134a、R1234yf、R32などの冷媒や、水が採用される。
The
具体的に、その作動流体は、所定の充填量で密閉容器101に充填される。その所定の充填量は、冷却装置10の車両搭載状態でサーモサイフォンの非作動時における液相の作動流体の液面SFが蒸発部14よりも上方であり且つ凝縮部16よりも下方に位置する充填量とされている。なお、そのサーモサイフォンの非作動時とは、密閉容器101内で作動流体の蒸発および凝縮が行われていない状態をいう。これに対し、サーモサイフォンの作動時とは、密閉容器101内で作動流体の蒸発および凝縮が行われている状態をいう。
Specifically, the working fluid is filled in the
密閉容器101は、その密閉容器101の機能面に着目すると、蒸発部14と凝縮部16と配管部15とを備えている。その蒸発部14と凝縮部16と配管部15は管状部材の一部として構成されている。蒸発部14は、サーモサイフォンの非作動時における液相の作動流体の液面SFよりも上下方向下側に配置され、凝縮部16は、サーモサイフォンの非作動時における液相の作動流体の液面SFよりも上下方向上側に配置されている。
Focusing on the functional aspect of the
蒸発部14は、組電池BPの冷却時に作動流体が蒸発するように組電池BPと作動流体とが熱交換可能に構成されている。蒸発部14は、組電池BPから蒸発部14内の作動流体に吸熱させることにより、その作動流体を蒸発させる。そのために、蒸発部14は、平板形状の蒸発熱拡散板102に例えばロウ付け等によって接合されている。その蒸発部14と蒸発熱拡散板102との連結には、両者間の熱伝導性を良好に得られれば、ロウ付け以外の方法が採用されてもよい。
The
そして、蒸発熱拡散板102は、蒸発部14が接合された一面とは反対側の他面にて、組電池BPに対し熱伝導可能に連結されている。これにより、蒸発部14は、蒸発熱拡散板102を介して、組電池BPに対し熱伝導可能な状態で組電池BPに固定されている。蒸発熱拡散板102と組電池BPとの間の熱伝導性が良好に維持されるように、蒸発熱拡散板102は、組電池BPに対し押し付けられた状態で保持されている。また、蒸発熱拡散板102と組電池BPは直接接触してもよいが、例えば、蒸発熱拡散板102と組電池BPとの間には熱伝導シート材またはグリスが挟まれることにより、両者間の熱伝導性が高められている。
The heat of
蒸発部14は、車両の水平方向に対し傾斜して延びるように配置されている。具体的には、蒸発部14の下端14bよりも蒸発部14の上端14aが上方に位置するように、蒸発部14は、車両の水平方向に対し僅かに傾斜して延びている。
The
これにより、蒸発部14内で蒸発した気相の作動流体は、下端14b側ではなく蒸発部14の上端14a側へ流れ、その上端14aから配管部15を通って凝縮部16へ流れる。すなわち、蒸発部14内で気泡となった気相の作動流体は蒸発部14から凝縮部16へ流出しやすく、且つ、液相の作動流体は凝縮部16から蒸発部14へ戻りやすくなっている。
As a result, the working fluid of the gas phase evaporated in the
凝縮部16は、蒸発部14より上下方向上側に配置され蒸発部14により蒸発した作動流体を凝縮させる。凝縮部16は、蒸発部14で気化した作動流体から空気へ放熱させることにより、その作動流体を凝縮させる。そのために、凝縮部16は、平板形状の凝縮熱拡散板103に例えばロウ付け等によって接合されている。その凝縮部16と凝縮熱拡散板103との連結には、両者間の熱伝導性を良好に得られれば、ロウ付け以外の方法が採用されてもよい。なお、凝縮部16の放熱先は、空気だけでなく、水などの低温物としてもよい。
The condensing
凝縮部16は、上述した蒸発部14と同様の姿勢で配置されている。すなわち、凝縮部16は、車両の水平方向に対し傾斜して延びるように配置されている。具体的には、凝縮部16の上端16aよりも凝縮部16の下端16bが下方に位置するように、凝縮部16は、車両90の水平方向に対し僅かに傾斜して延びている。
The condensing
これにより、凝縮部16内で凝縮した液相の作動流体は、重力の作用により、上端16a側ではなく凝縮部16の下端16b側へ流れ、その下端16bから配管部15を通って蒸発部14へ流れる。すなわち、凝縮部16内の気泡など気相の作動流体は上昇し上端16a側へ移動しやすく、且つ、凝縮部16内の液相の作動流体は凝縮部16の下端16bから蒸発部14へ流出しやすくなっている。
As a result, the working fluid of the liquid phase condensed in the condensing
なお、凝縮部16と蒸発部14との間に高低差が設けられていれば、凝縮部16および蒸発部14は水平方向に対して傾斜して配置されていなくても冷却装置は冷却作動することができる。
If a height difference is provided between the condensing
配管部15は、凝縮部16と蒸発部14の間に配置されている。配管部15は、上下方向に延びる直線状の直線部15aと、屈曲して凝縮部16の下端16bと接続される屈曲部15bを有している。配管部15は、凝縮部16により凝縮した液相の作動流体を蒸発部14側へ流すとともに蒸発部14により蒸発した気相の作動流体を凝縮部16側へ流す単管として構成されている。
The piping
図1〜図2に示すように、配管部15の内部には、流路形成部材17が配置されている。流路形成部材17は、対象機器の冷却停止時、すなわち、サーモサイフォンの非作動時における液相の作動流体の液面SFよりも上下方向上側の配管部15内に配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a flow
図2〜図3に示すように、流路形成部材17は、配管部15内を凝縮部16側の空間と蒸発部14側の空間に仕切る仕切部170を有している。仕切部170は、有底円筒形状を成している。仕切部170は、上下方向上側に開口するよう配置されている。
As shown in FIGS. 2 to 3, the flow
仕切部170の底部には、凝縮部16により凝縮した液相の作動流体を上下方向下側に導く第1開口部171が形成されている。また、仕切部170の底部には、蒸発部14により蒸発した気相の作動流体を上下方向上側に導く第2開口部172が形成されている。また、仕切部170の底部には、第2開口部172から対象機器の冷却停止時における液相の作動流体の液面よりも上下方向上側に延びる筒状の筒状流路形成部173が形成されている。また、配管部15の内周面と筒状流路形成部173との間には隙間が形成されている。
At the bottom of the
凝縮部16により凝縮した液相の作動流体の多くは、配管部15の内周面に沿って流下する。本実施形態の冷却装置は、配管部15の内周面と筒状流路形成部173との間には隙間が形成されているので、凝縮部16により凝縮した液相の作動流体の筒状流路形成部173への侵入が抑制される。また、上昇しようとする気相の作動流体と流下しようとする液相の作動流体がぶつかりにくくすることもできる。
Most of the working fluid of the liquid phase condensed by the condensing
ところで、液相の作動流体が気化すると、その体積は20倍以上になる。このため、気相の作動流体が通る第2開口部172の開口面積は、液相の作動流体が通る第1開口部171の開口面積よりも十分大きくなっている。
By the way, when the working fluid of the liquid phase is vaporized, its volume becomes 20 times or more. Therefore, the opening area of the
また、仕切部170は、凝縮部16により凝縮した液相の作動流体を集めて第1開口部171から蒸発部14側へ流すとともに蒸発部14により蒸発した気相の作動流体を第2開口部172および筒状流路形成部173を介して凝縮部16側へ流す。
Further, the
仕切部170の外周面には、複数の係止爪175およびフランジ部176が形成されている。フランジ部176は第1突出部に相当し、係止爪175は第2突出部に相当する。複数の係止爪175およびフランジ部176は、仕切部170の外周面から径方向外側に突出している。一方、配管部15の内周面には、該内周面から配管部の中心に向かって突出する凸部150が形成されている。
A plurality of locking
配管部15の内径よりもフランジ部176の外形が小さくなっている。このため、配管部15の内周面とフランジ部176との間に隙間tが形成されるようになっている。
The outer shape of the
配管部15の内部に流路形成部材17が挿入されると、複数の係止爪175が弾性変形して、フランジ部176と複数の係止爪175が凸部150を挟み込む。このようにして、仕切部170が配管部15の内部に固定されている。
When the flow
また、配管部15の内周面とフランジ部176との間に隙間tが形成されるようになっているので、配管部15の内部に流路形成部材17をスムーズに挿入することができる。
Further, since the gap t is formed between the inner peripheral surface of the piping
また、配管部15の内部には、第1開口部171に接続された筒状の筒状流路形成部174が配置されている。筒状流路形成部174は、仕切部170から上下方向下側に向かって延びている。筒状流路形成部174は、第1開口部171に導入された作動流体を、第1開口部171よりも上下方向下側へと導く。
Further, inside the piping
筒状流路形成部174には、管状を成す液相流路部18が接続されている。液相流路部18は、凝縮部16により凝縮し、第1開口部171に導入された作動流体を、液相の作動流体の液面SFよりも上下方向下側に導く。なお、筒状流路形成部174および液相流路部18は、液相流路形成部に相当する。
A tubular liquid phase
液相流路部18は、蛇腹状に形成された樹脂や伸縮性のあるエラストマー等により構成することができる。液相流路部18を配管部15の内部に挿入する際に、配管部15の形状に合わせて液相流路部18が変形するようになっている。なお、配管部15へ挿入後に配管部15を曲げ加工することも可能である。また、液相流路部18を備えることなく、筒状流路形成部174を液相の作動流体の液面SFより上下方向下側に向けて伸びるようにしてもよい。なお、アルミニウム、銅等の金属により筒状流路形成部174を構成して、挿入後に曲げ加工することもできる。
The liquid phase
ただし、液相流路部18は、沸騰する液相の作動流体からの受熱を低減するため、断熱部材により構成するのが好ましい。なお、金属筒状流路の場合は、表面あるいは内面に断熱層を有するのが好ましい。
However, the liquid phase
次に、冷却装置10が組電池BPを冷却する場合の作動について説明する。図1に示すように、冷却装置10において蒸発部14が組電池BPから受熱すると、蒸発部14内の液相の作動流体は、その組電池BPの熱により蒸発する。これにより、組電池BPは熱を奪われ冷却される。蒸発部14で蒸発した気相の作動流体は密閉容器101内で上昇する。そして、気相の作動流体は液相の作動流体の液面より上下方向上側に達すると、流路形成部材17の筒状流路形成部173を通って凝縮部16へと導入される。
Next, the operation when the
また、凝縮部16に到達した気相の作動流体は空気へ放熱して凝縮し、その凝縮した液相の作動流体は、重力の作用により流下して流路形成部材17の仕切部170に集められた後、第1開口部171を通って蒸発部14へ到達する。
Further, the working fluid of the gas phase that has reached the condensing
本実施形態の流路形成部材17には仕切部170に形成された第2開口部172から凝縮部16側、すなわち上下方向上側に延びる筒状の筒状流路形成部173が形成されている。このため、蒸発部14で蒸発した気相の作動流体は、凝縮部16から流下する液相の作動流体の流れの影響を受けることなく筒状流路形成部173を通って凝縮部16にスムーズに到達する。したがって、凝縮部16に到達すべき冷媒の流量を減少させることがなく、冷却能力を向上することができる。
The flow
また、仕切部170に集められた液相の作動流体は、筒状流路形成部173を通る気相の作動流体の流れの影響を受けることなく仕切部170に形成された第1開口部171を通って蒸発部14へ到達することができる。
Further, the liquid phase working fluid collected in the
ところで、電池セルBCの下方の部位の温度が電池セルBCの上方の部位の温度よりも低く、かつ、凝縮部16によって凝縮された作動流体の温度が電池セルBCの上方の部位の温度よりも高い場合、図4に示すように、電池セルBCの上方の部位で沸騰が生じる。
By the way, the temperature of the lower part of the battery cell BC is lower than the temperature of the upper part of the battery cell BC, and the temperature of the working fluid condensed by the condensing
この場合、液相の作動流体の液面近くの液相の作動流体が蒸発して上昇し、凝縮部16によって凝縮された液相の作動流体は液相の作動流体の液面近くまでしか流下しない。したがって、電池セルBCの下方の部位の温度は低いままとなる。すなわち、電池セルBCの下方の部位の温度と電池セルBCの上方の部位の温度差が大きくなる。特に、配管部15の配管長が長いほど温度分布は不均一となる。
In this case, the working fluid of the liquid phase near the liquid level of the working fluid of the liquid phase evaporates and rises, and the working fluid of the liquid phase condensed by the condensing
しかしながら、本実施形態の冷却装置は、流路形成部材17の第1開口部171から液相の作動流体の液面SFよりも上下方向下側に凝縮部16により凝縮した液相の作動流体を導く液相流路部18を備えている。
However, in the cooling device of the present embodiment, the working fluid of the liquid phase condensed by the condensing
したがって、凝縮部16により凝縮した液相の作動流体が液相流路部18を通って液相の作動流体の液面SFよりも上下方向下側に導かれるので、対象機器の温度分布の均一化が可能である。なお、液相流路部18は、気泡の少ない蒸発部14の下端14bの近くまで伸びるように配置するのが好ましい。このように、液相流路部18を、気泡の少ない蒸発部14の下端14bの近くまで伸びるように配置することにより、電池セルBCの下方の部位の温度と電池セルBCの上方の部位の温度差を小さくすることができる。
Therefore, the working fluid of the liquid phase condensed by the condensing
以上、説明したように、本実施形態の冷却装置は、作動流体の液相と気相の相変化に伴う熱移動により対象機器を冷却する。本実施形態の冷却装置は、対象機器の冷却時に作動流体が蒸発するように対象機器と作動流体とが熱交換可能に構成された蒸発部14を備えている。また、蒸発部14より上下方向上側に配置され蒸発部14により蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部16を備えている。また、凝縮部16により凝縮した作動流体を蒸発部14側へ流すとともに蒸発部14により蒸発した作動流体を凝縮部16側へ流す筒状の配管部15を備えている。また、流路形成部材17を備えている。そして、流路形成部材17は、配管部15内に配置され配管部15内を凝縮部16側の空間と蒸発部14側の空間に仕切る仕切部170を有している。また、仕切部170に形成され凝縮部16により凝縮した作動流体を上下方向下側に導入する第1開口部171を有している。また、仕切部170に形成され蒸発部14により蒸発した作動流体を上下方向上側に導入する第2開口部172を有している。また、第2開口部172から対象機器の冷却停止時における液相の作動流体の液面よりも上下方向上側に延びるとともに第2開口部から導入された作動流体を液面よりも上下方向上側へと導く筒状の筒状流路形成部173を有している。
As described above, the cooling device of the present embodiment cools the target device by heat transfer accompanying the phase change of the liquid phase and the gas phase of the working fluid. The cooling device of the present embodiment includes an
このような構成によれば、仕切部170に形成された第1開口部171、第2開口部172および筒状流路形成部173により蒸発部14から凝縮部16側へ向かう作動流体の流れが、凝縮部16から蒸発部14側へ向かう作動流体の流れにより阻害されなくなる。したがって、簡素な構成で、かつ、冷却能力を向上することができる。
According to such a configuration, the flow of the working fluid from the
本実施形態の冷却装置10のような単管型のサーモサイフォンであっても、ループ型サーモサイフォンのようなスムーズな作動流体の循環が可能である。
Even with a single-tube thermosiphon such as the
また、ループ管に対して多少管径を大きくしても、単管の方が構成が簡易であるため、搭載性も良好であり、コストを低減することも可能である。 Further, even if the pipe diameter is slightly larger than that of the loop pipe, the single pipe has a simpler configuration, so that the mountability is good and the cost can be reduced.
また、本実施形態の冷却装置は、第1開口部171に導入された作動流体を、第1開口部171よりも上下方向下側へと導く筒状流路形成部174を備えている。
Further, the cooling device of the present embodiment includes a tubular flow
これによれば、蒸発部14により蒸発した作動流体の影響を受けることなく、第1開口部171に導入された作動流体を、第1開口部171よりも上下方向下側へと導くことが可能である。
According to this, the working fluid introduced into the
また、本実施形態の冷却装置は、第1開口部に導入された作動流体を、液面より上下方向下側に導く液相流路部18を備えている。
Further, the cooling device of the present embodiment includes a liquid phase
したがって、液相流路部18により、第1開口部に導入された作動流体は、液面より上下方向下側に導かれるので、蒸発部14の温度分布を均一化することが可能である。
Therefore, the working fluid introduced into the first opening is guided downward in the vertical direction by the liquid phase
液相流路部18が作動流体を蒸発部14の下方から供給することができるので、単管でありながら、ループ管のように液冷媒が蒸発部14内をよどみなく流れる。したがって、蒸発部14の下方に蒸発部14上方より低温、かつ、凝縮部16より低温な部位があるような条件になっても、液冷媒が流れることで均温化される。したがって、対象機器の下方の部位の温度と対象機器の上方の部位の温度差を小さくすることができる。すなわち、対象機器の温度分布を均一化することができる。
Since the liquid phase
仕切部170は、該仕切部170の外周面から径方向外側に突出する第1突出部としてのフランジ部176および第2突出部としての係止爪175を有している。また、配管部15の内周面には、該内周面から配管部15の中心に向かって突出する凸部150が形成されている。そして、凸部150の両側面がフランジ部176および係止爪175に挟まれることによって仕切部170が配管部15の内部に固定されている。このように、配管部15の内部に流路形成部材17を容易に固定することができる。
The
また、仕切部170は、有底筒形状を成し、上下方向上側に開口しており、第1開口部171、第2開口部172および筒状流路形成部173は、仕切部170の底面に形成されている。このように、有底筒形状を成す仕切部170の底面に第1開口部171、第2開口部172および筒状流路形成部173を形成することができる。
Further, the
また、第2開口部の開口面積は、第1開口部の開口面積よりも大きくなっている。したがって、液相の作動流体が気化しても十分な通路面積を確保することが可能である。 Further, the opening area of the second opening is larger than the opening area of the first opening. Therefore, it is possible to secure a sufficient passage area even if the working fluid of the liquid phase is vaporized.
(第2実施形態)
第2実施形態に係る冷却装置について図5〜図8を用いて説明する。上記第1実施形態の冷却装置は、流路形成部材17の仕切部170の底面が平坦となっているが、本実施形態の冷却装置は、図5、図7に示すように、流路形成部材17の仕切部170が漏斗形状を成している。また、上記第1実施形態の冷却装置は、1つの筒状流路形成部173を有しているが、本実施形態の冷却装置は、図6に示すように、4つの筒状流路形成部173を有している。
(Second Embodiment)
The cooling device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 8. In the cooling device of the first embodiment, the bottom surface of the
図5、図7に示すように、流路形成部材17の仕切部170は、上下方向下側に進むにつれて縮径する中空の円錐台形状を成している。このため、凝縮部16で凝縮された液相の作動流体が仕切部170に溜まりにくく、液相の作動流体を速やかに蒸発部14側に流下させることができる。
As shown in FIGS. 5 and 7, the
また、本実施形態の冷却装置は、4つの筒状流路形成部173を有している。また、4つの第2開口部172の開口面積の合計は、第1開口部171の開口面積よりも大きくなっている。したがって、大量の気相の作動流体を凝縮部16側にスムーズに導くことができる。
Further, the cooling device of the present embodiment has four tubular flow
本実施形態では、上記第1実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第1実施形態と同様に得ることができる。 In the present embodiment, the same effect obtained from the same configuration as that of the first embodiment can be obtained in the same manner as that of the first embodiment.
また、仕切部170は、中空の円錐台形状を成し、上下方向下側に進むにつれて縮径するよう配置されている。したがって、凝縮部16で凝縮された液相の作動流体を蒸発部14側に速やかに流下させることができる。
Further, the
(第3実施形態)
第3実施形態に係る冷却装置について図9〜図11を用いて説明する。上記第2実施形態の冷却装置は、流路形成部材17が4つの筒状流路形成部173を有しているのに対し、本実施形態の冷却装置は、流路形成部材17が2つの筒状流路形成部173を有している。また、上記第2実施形態の冷却装置は、流路形成部材17の筒状流路形成部173により形成される流路の断面形状が円形を成している。これに対し、本実施形態の冷却装置は、流路形成部材17の筒状流路形成部173により形成される流路の断面形状が略三日月状を成している。
(Third Embodiment)
The cooling device according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 11. In the cooling device of the second embodiment, the flow
また、2つの第2開口部172の開口面積の合計は、第1開口部171の開口面積よりも大きくなっている。したがって、気相の作動流体を効率的に凝縮部16側に導くことができる。
Further, the total opening area of the two
本実施形態では、上記第1実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第1実施形態と同様に得ることができる。 In the present embodiment, the same effect obtained from the same configuration as that of the first embodiment can be obtained in the same manner as that of the first embodiment.
(第4実施形態)
第4実施形態に係る冷却装置について図12〜図13を用いて説明する。本実施形態の流路形成部材17は、筒状流路形成部173と仕切部170とが別体で構成されている。筒状流路形成部173は、3つの開口部1731を有している。また、仕切部170は、漏斗形状を成している。仕切部170には、1つの第1開口部171と、3つの第2開口部172が形成されている。
(Fourth Embodiment)
The cooling device according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 12 to 13. In the flow
そして、仕切部170に形成された3つの開口部1731が、それぞれ仕切部170に3つの第2開口部172と連結して、筒状流路形成部173が仕切部170に組み付けられている。
Then, the three
本実施形態では、上記第1実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第1実施形態と同様に得ることができる。 In the present embodiment, the same effect obtained from the same configuration as that of the first embodiment can be obtained in the same manner as that of the first embodiment.
(第5実施形態)
第5実施形態に係る冷却装置について図14を用いて説明する。なお、図14中では、流路形成部材17を模式的に示してあるが、図13に示したものと同様の構成をしている。
(Fifth Embodiment)
The cooling device according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. Although the flow
本実施形態の冷却装置は、2つの配管部15を有している。2つの配管部15の一方には、凝縮器19と流路形成部材17と液相流路部18が配置されている。凝縮器19および流路形成部材17は、液相の作動流体の液面SFより上下方向上側に配置されている。また、液相流路部18は、流路形成部材17に接続されている。液相流路部18は、凝縮部16により凝縮した液相の作動流体を、液相の作動流体の液面SFよりも上下方向下側に導く。液相流路部18は、流路形成部材17から、蒸発部14の下端14bの近くまで伸びるように配置されている。
The cooling device of this embodiment has two piping
2つの配管部15の一方の上側の端部と2つの配管部15の他方の上側の端部は接続されている。また、2つの配管部15の一方の下側の端部と2つの配管部15の他方の下側の端部は接続されている。
One upper end of the two
2つの配管部15は、いずれも凝縮部16により凝縮した液相の作動流体を蒸発部14側へ流すとともに蒸発部14により蒸発した気相の作動流体を凝縮部16側へ流す単管として機能する。このように、単管として機能する配管部15を複数備えるようにすることもできる。
Each of the two
また、2つの配管部15の一方には、流路形成部材17が配置されている。この流路形成部材17には、液相流路部18が接続されている。そして、液相流路部18は、気泡の少ない蒸発部14の下端の近くまで伸びるように配置されている。
Further, a flow
したがって、液相流路部18により、凝縮部16によって凝縮した液相の作動流体を蒸発部14の下端の近くまで導くことができる。
Therefore, the liquid phase
また、2つの配管部15の一方の下側の端部と2つの配管部15の他方の下側の端部は接続されているので、液相流路部18により蒸発部14の下端の近くまで導かれた液相の作動流体を2つの配管部15の他方の下側の端部に導くこともできる。したがって、2つの配管部15の一方の温度分布だけでなく、2つの配管部15の他方の温度分布を均一化することができる。
Further, since one lower end of the two
本実施形態では、上記第1実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第1実施形態と同様に得ることができる。 In the present embodiment, the same effect obtained from the same configuration as that of the first embodiment can be obtained in the same manner as that of the first embodiment.
(第6実施形態)
第6実施形態に係る冷却装置について図15〜図16を用いて説明する。本実施形態では蒸発部14の構成が第1実施形態と異なっている。また、本実施形態では、図16に示すように組電池BPが配置されている。なお、図15では、組電池BPを省略してある。
(Sixth Embodiment)
The cooling device according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 15 to 16. In this embodiment, the configuration of the
また、本実施形態の冷却装置10は蒸発熱拡散板102を備えていない。その一方で、本実施形態の密閉容器101は、凝縮部16と配管部15と蒸発部14とを有している。
Further, the
また、蒸発部14は、下方流路部144と、上方流路部145と、複数の蒸発管143とを有している。
Further, the
複数の蒸発管143は車両上下方向に延びている。複数の蒸発管143はそれぞれ、扁平断面形状を成している。そして、蒸発管143の両側の扁平面143a、143bにそれぞれ、電池側面BPbが熱伝導シート材35を介して押し付けられた状態で組電池BPが連結されている。これにより、組電池BPは、蒸発部14のうち複数の蒸発管143に対して熱伝導可能に固定されている。
The plurality of
また、複数の蒸発管143の下端143cは下方流路部144へそれぞれ連結し、その下端143cにて蒸発管143は下方流路部144へ連通している。また、複数の蒸発管143の上端143dは上方流路部145へそれぞれ連結し、その上端143dにて蒸発管143は上方流路部145へ連通している。
Further, the
下方流路部144は複数の電池セルBCの積層方向へ延びるように形成され、その複数の積層方向の一方にて配管部15の下端へつながっている。下方流路部144は組電池BPおよび複数の蒸発管143よりも下方に位置し、組電池BPおよび熱伝導シート材35に対して間隔を空けて配置されている。
The lower
上方流路部145は複数の電池セルBCの積層方向へ延びるように形成され、下方流路部144、組電池BP、および複数の蒸発管143よりも上方に位置している。また、上方流路部145は電池セルBCの積層方向の一方にて、配管部15のうちの流路形成部材17に対する下方の部位に接続されている。
The upper
このように構成された本実施形態の冷却装置10では、図15に示すように、蒸発管143が組電池BPから受熱すると、その蒸発管143内の液相の作動流体は、その組電池BPの熱により蒸発する。これにより、組電池BPは熱を奪われ冷却される。蒸発管143で蒸発した気相の作動流体は上昇して上方流路部145へ流入し、上方流路部145から配管部15へと流れる。そして、配管部15内に配置された流路形成部材17を通って凝縮部16へと導かれる。
In the
また、凝縮部16から流下する液相の作動流体は、流路形成部材17および液相流路部18を通って蒸発部14の下方流路部144へ流下する。ここで、その流下する液相の作動流体は、流路形成部材17および液相流路部18を通るので、上方流路部145から配管部15内を上下方向上側に向かって上昇する気相の作動流体の流れの影響を受けることなく蒸発部14に到達する。
Further, the working fluid of the liquid phase flowing down from the condensing
そして、下方流路部144へ流入した液相の作動流体は、下方流路部144から複数の蒸発管143のそれぞれへ分配される。このように作動流体の液相と気相との相変化が密閉容器101内で繰り返されることにより、組電池BPは冷却される。
Then, the working fluid of the liquid phase flowing into the lower
本実施形態では、上記第1実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第1実施形態と同様に得ることができる。 In the present embodiment, the same effect obtained from the same configuration as that of the first embodiment can be obtained in the same manner as that of the first embodiment.
(他の実施形態)
(1)上記各実施形態では、流路断面が円形となった配管部15を備えたが、配管部15の流路断面は円形に限られるものではなく、例えば、多角形や楕円形状とすることもできる。
(Other embodiments)
(1) In each of the above embodiments, the piping
(2)上記各実施形態では、配管部15の内周面に仕切部170を固定したが、配管部15の内周面と仕切部170の間にシール部材を配置するようにしてもよい。
(2) In each of the above embodiments, the
(3)上記各実施形態では、管状を成す液相流路部18を配置したが、この液相流路部18の途中に貫通孔を形成し、この貫通孔から蒸発部14に作動流体の一部を戻すようにしてもよい。
(3) In each of the above embodiments, the tubular liquid phase
(4)上記各実施形態では、対象機器の冷却停止時における液相の作動流体の液面SFよりも上下方向上側の配管部15内に流路形成部材17を配置した。これに対し、対象機器の冷却停止時における液相の作動流体の液面SFよりも上下方向上側の配管部15内に筒状流路形成部173の上下方向上側の開口部が位置するように流路形成部材17を配置してもよい。
(4) In each of the above embodiments, the flow
(5)上記各実施形態では、流路形成部材17と液相流路部18を別体で構成したが、流路形成部材17と液相流路部18を一体で構成してもよい。
(5) In each of the above embodiments, the flow
(6)図14に示した第2凝縮器19には外周面にフィンが設けられていないが、第2凝縮器19の外周面にフィンを備えるようにしてもよい。
(6) Although the
(7)上記各実施形態では、車両に搭載された組電池BPを対象機器として冷却する例を示したが、組電池BPだけでなく、例えば、電子機器、発熱機器を冷却する冷却装置として使用することもできる。 (7) In each of the above embodiments, an example of cooling the assembled battery BP mounted on the vehicle as a target device is shown, but it is used as a cooling device for cooling not only the assembled battery BP but also electronic devices and heat generating devices, for example. You can also do it.
(8)上記各実施形態では、車両に搭載された組電池BPを対象機器として冷却する例を示したが、車載用の部品だけでなく、例えば、家庭用、設備用の部材を冷却する冷却装置として使用することもできる。 (8) In each of the above embodiments, an example of cooling the assembled battery BP mounted on the vehicle as a target device has been shown, but cooling for cooling not only in-vehicle parts but also, for example, household and equipment members. It can also be used as a device.
(9)上記各実施形態では、配管部15の内部に流路形成部材17を固定した例を示したが、例えば、作動流体の液面変動により変動する構成としてもよい。具体的には、流路形成部材17が液相の作動流体に対し浮力を有し、液面近傍に流路形成部材17が浮遊するよう構成することもできる。
(9) In each of the above embodiments, an example in which the flow
(10)上記各実施形態では、蛇腹状に形成された液相流路部18を備えた例を示したが、例えば、ホースによって液相流路部18を構成することもできる。
(10) In each of the above embodiments, an example including the liquid phase
(11)上記各実施形態では、気相の作動流体が通る第2開口部172の開口面積が、液相の作動流体が通る第1開口部171の開口面積よりも十分大きくなるようにした。気体は液体よりも密度が小さいため、気相の作動流体が通る第2開口部172の開口面積は、少なくとも液相の作動流体が通る第1開口部171の開口面積の2倍以上とする必要がある。
(11) In each of the above embodiments, the opening area of the
(12)上記各実施形態では、上下方向に延びる直線状の直線部15aと屈曲して凝縮部16の下端16bと接続される屈曲部15bを有する配管部15を備えた。これに対し、直線状の直線部15aを斜めに傾斜して配置することもできる。
(12) In each of the above embodiments, a piping
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope of the claims. Further, the above-described embodiments are not unrelated to each other, and can be appropriately combined unless the combination is clearly impossible. Further, in each of the above embodiments, it goes without saying that the elements constituting the embodiment are not necessarily essential except when it is clearly stated that they are essential and when they are clearly considered to be essential in principle. No. Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical values, amounts, and ranges of the constituent elements of the embodiment are mentioned, when it is clearly stated that they are particularly essential, and in principle, they are clearly limited to a specific number. It is not limited to the specific number except when it is done. In addition, in each of the above embodiments, when referring to the material, shape, positional relationship, etc. of the constituent elements, etc., unless otherwise specified or, in principle, the material, shape, positional relationship, etc. are limited to a specific material, shape, etc. , The material, shape, positional relationship, etc. are not limited.
(まとめ)
上記各実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、冷却装置は、対象機器の冷却時に作動流体が蒸発するように対象機器と作動流体とが熱交換可能に構成された蒸発部を備えている。また、蒸発部より上下方向上側に配置され蒸発部により蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部を備えている。また、凝縮部により凝縮した作動流体を蒸発部側へ流すとともに蒸発部により蒸発した作動流体を凝縮部側へ流す筒状の配管部を備えている。また、流路形成部材を備えている。そして、流路形成部材は、配管部内に配置され配管部内を凝縮部側の空間と蒸発部側の空間に仕切る仕切部を有している。また、仕切部に形成され凝縮部により凝縮した作動流体を上下方向下側に導入する第1開口部を有している。また、仕切部に形成され蒸発部により蒸発した作動流体を上下方向上側に導入する第2開口部を有している。また、第2開口部から対象機器の冷却停止時における液相の作動流体の液面よりも上下方向上側に延びる筒状の筒状流路形成部を有している。
(Summary)
According to the first aspect shown in part or all of the above embodiments, the cooling device is configured so that the target device and the working fluid can exchange heat so that the working fluid evaporates when the target device is cooled. It has an evaporative part. Further, it is provided with a condensing portion which is arranged above the evaporating portion in the vertical direction and condenses the working fluid evaporated by the evaporating portion. Further, it is provided with a tubular piping portion that allows the working fluid condensed by the condensing portion to flow to the evaporation portion side and the working fluid evaporated by the evaporating portion to flow to the condensing portion side. It also includes a flow path forming member. The flow path forming member is arranged in the piping portion and has a partition portion that partitions the inside of the piping portion into a space on the condensing portion side and a space on the evaporation portion side. Further, it has a first opening for introducing the working fluid formed in the partition portion and condensed by the condensing portion downward in the vertical direction. Further, it has a second opening for introducing the working fluid formed in the partition portion and evaporated by the evaporation portion in the vertical direction. Further, it has a tubular tubular flow path forming portion extending vertically upward from the second opening to the liquid level of the working fluid of the liquid phase when cooling of the target device is stopped.
また、第2の観点によれば、冷却装置は、第1開口部に導入された作動流体を、第1開口部よりも上下方向下側へと導く筒状流路形成部を備えている。 Further, according to the second aspect, the cooling device includes a tubular flow path forming portion that guides the working fluid introduced into the first opening to the lower side in the vertical direction from the first opening.
これによれば、蒸発部により蒸発した作動流体の影響を受けることなく、第1開口部に導入された作動流体を、第1開口部よりも上下方向下側へと導くことが可能である。 According to this, it is possible to guide the working fluid introduced into the first opening to the lower side in the vertical direction from the first opening without being affected by the working fluid evaporated by the evaporating part.
また、第3の観点によれば、冷却装置は、第1開口部に導入された作動流体を、液面より上下方向下側に導く液相流路形成部を備えている。 Further, according to the third aspect, the cooling device includes a liquid phase flow path forming portion that guides the working fluid introduced into the first opening to the lower side in the vertical direction from the liquid surface.
したがって、液相流路形成部により、第1開口部に導入された作動流体は、液面より上下方向下側に導かれるので、蒸発部の温度分布を均一化することが可能である。 Therefore, the working fluid introduced into the first opening is guided downward in the vertical direction from the liquid surface by the liquid phase flow path forming portion, so that the temperature distribution of the evaporation portion can be made uniform.
また、第4の観点によれば、仕切部は、該仕切部の外周面から径方向外側に突出する第1突出部および第2突出部を有している。また、配管部の内周面には、該内周面から配管部の中心に向かって突出する凸部が形成されている。そして、凸部の両側面が第1突出部および第2突出部に挟まれることによって仕切部が配管部の内部に固定されている。このように、配管部の内部に流路形成部材を容易に固定することができる。 Further, according to the fourth aspect, the partition portion has a first protruding portion and a second protruding portion that project radially outward from the outer peripheral surface of the partition portion. Further, on the inner peripheral surface of the piping portion, a convex portion is formed so as to project from the inner peripheral surface toward the center of the piping portion. Then, the partition portion is fixed to the inside of the piping portion by sandwiching both side surfaces of the convex portion between the first protruding portion and the second protruding portion. In this way, the flow path forming member can be easily fixed inside the piping portion.
また、第5の観点によれば、仕切部は、有底筒形状を成し、上下方向上側に開口している。また、第1開口部、第2開口部および筒状流路形成部は、仕切部の底面に形成されている。このように、有底筒形状を成す仕切部の底面に第1開口部、第2開口部および筒状流路形成部を形成することができる。 Further, according to the fifth viewpoint, the partition portion has a bottomed tubular shape and opens upward in the vertical direction. Further, the first opening, the second opening and the tubular flow path forming portion are formed on the bottom surface of the partition portion. In this way, the first opening, the second opening, and the tubular flow path forming portion can be formed on the bottom surface of the partition portion having a bottomed tubular shape.
また、第6の観点によれば、仕切部は、中空の円錐台形状を成し、上下方向下側に進むにつれて縮径するよう配置されている。したがって、凝縮部で凝縮された液相の作動流体を蒸発部側に速やかに流下させることができる。 Further, according to the sixth aspect, the partition portion has a hollow truncated cone shape and is arranged so that the diameter decreases as it advances downward in the vertical direction. Therefore, the working fluid of the liquid phase condensed in the condensing portion can be quickly flowed down to the evaporation portion side.
また、第7の観点によれば、第2開口部の開口面積は、第1開口部の開口面積よりも大きくなっている。したがって、液相の作動流体が気化しても十分な通路面積を確保することが可能である。 Further, according to the seventh viewpoint, the opening area of the second opening is larger than the opening area of the first opening. Therefore, it is possible to secure a sufficient passage area even if the working fluid of the liquid phase is vaporized.
なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、フランジ部176が第1突出部に相当し、係止爪175が第2突出部に相当し、筒状流路形成部174および液相流路部18が液相流路形成部に相当する。
Explaining the correspondence between the configuration in the above embodiment and the configuration of the claims, the
10 冷却装置
14 蒸発部
15 配管部
16 凝縮部
17 流路形成部材
18 流路部材
102 蒸発熱拡散板
103 凝縮熱拡散板
10
Claims (7)
前記対象機器の冷却時に前記作動流体が蒸発するように前記対象機器と前記作動流体とが熱交換可能に構成された蒸発部(14)と、
前記蒸発部より上下方向上側に配置され前記蒸発部により蒸発した前記作動流体を凝縮させる凝縮部(16)と、
前記凝縮部により凝縮した前記作動流体を前記蒸発部側へ流すとともに前記蒸発部により蒸発した前記作動流体を前記凝縮部側へ流す筒状の配管部(15)と、
前記配管部内に配置され前記配管部内を前記凝縮部側の空間と前記蒸発部側の空間に仕切る仕切部(170)と、前記仕切部に形成され前記凝縮部により凝縮した前記作動流体を上下方向下側に導入する第1開口部(171)と、前記仕切部に形成され前記蒸発部により蒸発した前記作動流体を前記上下方向上側に導入する第2開口部(172)と、前記第2開口部から前記対象機器の冷却停止時における前記液相の前記作動流体の液面よりも前記上下方向上側に延びるとともに前記第2開口部から導入された前記作動流体を前記液面よりも前記上下方向上側へと導く筒状の筒状流路形成部(173)と、を有する流路形成部材(17)と、を備えた冷却装置。 A cooling device that cools the target equipment by heat transfer accompanying the phase change of the liquid phase and gas phase of the working fluid.
An evaporating unit (14) configured so that the target device and the working fluid can exchange heat so that the working fluid evaporates when the target device is cooled.
A condensing unit (16) arranged above the evaporating unit in the vertical direction and condensing the working fluid evaporated by the evaporating unit,
A tubular piping portion (15) that allows the working fluid condensed by the condensing portion to flow to the evaporation portion side and the working fluid evaporated by the evaporating portion to the condensing portion side.
A partition portion (170) arranged in the piping portion and partitioning the inside of the piping portion into a space on the condensing portion side and a space on the evaporating portion side, and the working fluid formed in the partition portion and condensed by the condensing portion are vertically oriented. A first opening (171) to be introduced on the lower side, a second opening (172) to introduce the working fluid formed in the partition and evaporated by the evaporation part to the upper side in the vertical direction, and the second opening. When the cooling of the target device is stopped, the working fluid of the liquid phase extends upward from the liquid level in the vertical direction and is introduced from the second opening in the vertical direction with respect to the liquid level. A cooling device including a tubular tubular flow path forming portion (173) leading to the upper side, and a flow path forming member (17) having the tubular flow path forming portion (173).
前記配管部の内周面には、該内周面から前記配管部の中心に向かって突出する凸部(150)が形成されており、
前記凸部の両側面が前記第1突出部および前記第2突出部に挟まれることによって前記仕切部が前記配管部の内部に固定されている請求項1ないし3のいずれか1つに記載の冷却装置。 The partition portion has a first protruding portion (176) and a second protruding portion (175) protruding radially outward from the outer peripheral surface of the partition portion.
A convex portion (150) protruding from the inner peripheral surface toward the center of the piping portion is formed on the inner peripheral surface of the piping portion.
The invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the partition portion is fixed inside the piping portion by sandwiching both side surfaces of the convex portion between the first protruding portion and the second protruding portion. Cooling system.
前記第1開口部、前記第2開口部および前記筒状流路形成部は、前記仕切部の底面に形成されている請求項1ないし4のいずれか1つに記載の冷却装置。 The partition portion has a bottomed tubular shape and opens upward in the vertical direction.
The cooling device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first opening, the second opening, and the tubular flow path forming portion are formed on the bottom surface of the partition portion.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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