JP4509197B2 - Heat exchanger - Google Patents

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Description

本発明は、主に直交流の変換を行うインバーターの冷却に用いられる熱交換器の技術分野に属する。   The present invention belongs to the technical field of heat exchangers used mainly for cooling inverters that perform cross-flow conversion.

従来では、アルミダイキャスト等の鋳造工程により製造したケース体の設置面に溝として設けられた冷却水通路の内壁から突出させてフィンを設け、この冷却水通路を部材で閉塞し、冷却水を冷却水通路に流すことにより冷却を行っている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2007−202309号公報(第2−11頁、全図)
Conventionally, fins are provided by projecting from the inner wall of the cooling water passage provided as a groove on the installation surface of the case body manufactured by a casting process such as aluminum die casting, and the cooling water passage is closed with a member to Cooling is performed by flowing in the cooling water passage (see, for example, Patent Document 1).
JP 2007-202309 A (page 2-11, all figures)

しかしながら、従来にあっては、放熱性能を向上させるため、冷却水の水路を、複数回ターンさせて流路長を長くし、又通水抵抗の低減のために流路ターン部のR寸法を大きくしているが、放熱性能高く使用する場合、パワーモジュールより外側にターン部を設定しなければならず、冷却する装置のサイズが必然的に大きくなり、容積、コストの何れも大きくなる問題があった。   However, in the past, in order to improve the heat dissipation performance, the water channel of the cooling water is turned a plurality of times to increase the length of the flow channel, and the R dimension of the flow channel turn portion is reduced to reduce the water flow resistance. Although it is large, when using it with high heat dissipation performance, it is necessary to set the turn part outside the power module, which inevitably increases the size of the cooling device and increases both volume and cost. there were.

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、冷却を行う装置を小型化にでき、容積、重量、コストを抑制することができる熱交換器を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a heat exchanger capable of reducing the size of a cooling device and suppressing the volume, weight, and cost. There is.

上記目的を達成するため、本発明では、被対象物を面接させるケースの放熱面と、前記ケースの放熱面より内部側に配設され、熱交換媒体を直進させる直進部、及び前記直進部から次の直進部へ熱交換媒体の流れを変更するターン部で前記放熱面に沿って蛇行するように形成された熱交換媒体の流路と、薄板状で、前記直進部及び前記次の直進部の前記放熱面側の壁面から前記直進部及び前記次の直進部内へ複数立設されて、前記直進部及び前記次の直進部内を複数の同方向流れに仕切り、前記ターン部に収容される部分が切除されるようにして熱交換媒体との接触面積を大きくする熱交換促進部と、を備え、前記ターン部は、前記ケースの一部を前記放熱面と反対方向である下方に張り出させた形状として前記ターン部の深さが前記直進部及び前記次の直進部の深さよりも深くすることで前記流路を拡大した拡大ターン部を備え、前記直進部及び前記次の直進部からの前記拡大ターン部への変更部分を垂直な段差にし、前記熱交換促進部の前記直進部の直進方向の端部位置を、前記拡大ターン部の一部と重なる位置まで延長して、前記熱交換媒体の流れが、前記熱交換促進部の仕切りがなくなる前に、前記直進部から前記ターン部の前記放熱面と反対方向側へ開始するようにし、前記ターン部は、前記熱交換媒体が、前記直進部を直進し、前記ターン部では前記段差へ移行し、前記拡大ターン部の下方へ流れて、前記拡大ターン部では前記次の直進部へ向けて向きを変え、前記次の直進部へ向けて上方に向きを変えて該次の直進部へ流れるようにした、ことを特徴とする。

In order to achieve the above object, in the present invention, a heat radiating surface of a case for contacting an object, a rectilinear portion that is disposed on the inner side of the heat radiating surface of the case, and linearly moves a heat exchange medium, and from the rectilinear portion a flow path of the heat exchange medium is formed so as to meander along the radiating surface at a turn portion for changing the flow of the next heat exchange medium to the straight portion, a thin plate shape, and the straight portion and the next straight portion said a plurality erected from the wall surface of the heat radiating surface side to the straight section and the next straight section of the partition to the straight portion and in the next straight portion to a plurality of the same direction flow, is housed in the turn portion A heat exchange facilitating portion that increases the contact area with the heat exchange medium so that the portion to be cut off is cut, and the turn portion extends a part of the case downward in a direction opposite to the heat radiation surface. The turn part has a depth as the shape of the straight part. Comprising fine the next enlargement turn portions enlarging the flow path by deeper than the depth of the straight portion, and the modified portion of the expansion turn portion from the straight portion and the next straight portion perpendicular to the step The end position of the linearly moving part of the heat exchange promoting part is extended to a position overlapping with a part of the enlarged turn part, and the flow of the heat exchange medium is divided by the partition of the heat exchange promoting part. Before it disappears, it starts from the straight part to the side opposite to the heat radiating surface of the turn part, and the heat exchange medium goes straight through the straight part, and the turn part goes to the step. It moves to the lower part of the enlarged turn part, changes the direction toward the next straight part in the enlarged turn part, changes the direction upward toward the next straight part, and goes to the next straight part. It is made to flow.

本発明にあっては、冷却を行う装置を小型化にでき、容積、重量、コストを抑制することができる。この場合、熱交換促進部による仕切りがなくなる前に下方ターン部へ熱交換媒体の流れが開始するようにして、スムーズに流れが下方に向かうよう誘導し、流れの変更が損失少なくスムーズに行えるようにできる。 In the present invention, an apparatus for performing cooling can for miniaturization, it is possible to suppress the volume, weight, and cost. In this case, the flow of the heat exchange medium is started to the lower turn part before the partition by the heat exchange promoting part disappears, so that the flow is smoothly guided downward, and the change of the flow can be smoothly performed with little loss. Can be.

以下、本発明の熱交換器を実現する実施の形態を、請求項1,2に係る発明に対応する実施例1に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment for realizing a heat exchanger according to the present invention will be described based on Example 1 corresponding to the first and second aspects of the invention.

<実施例1>
まず、構成を説明する。
図1は実施例1の熱交換器の平面図である。図2は実施例1の熱交換器の正面図である。図3は図1のA−A断面図である。
実施例1では、車両の駆動に用いるインバーターにおいて、電源供給を行うパワーモジュール1を熱交換器2により冷却する。
熱交換器2は、放熱フィン3、アッパーケース4、ロワケース5を主要な構成とし、図1〜図3に示す流路21に冷却水を流すことにより冷却を行うものである。
<Example 1>
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is a plan view of the heat exchanger according to the first embodiment. FIG. 2 is a front view of the heat exchanger according to the first embodiment. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
In the first embodiment, a power module 1 that supplies power is cooled by a heat exchanger 2 in an inverter used for driving a vehicle.
The heat exchanger 2 has a heat radiating fin 3, an upper case 4, and a lower case 5 as main components, and performs cooling by flowing cooling water through a flow path 21 shown in FIGS.

図4は実施例1の放熱フィンが設けられたアッパーケースの平面図である。図5は実施例1の放熱フィンが設けられたアッパーケースの正面図である。
放熱フィン3は、アッパーケース4の下面から下方に突出した矩形の舌片である。図1、図2に示すように同じ方向を長手方向として、所定の間隔で複数配置されたものである。実施例1ではアッパーケース4から押し出し工法により形成されたものとする。
実施例1において、放熱フィン3、アッパーケース4はアルミを材質とするものとする。放熱フィン3は、アッパーケース4と一体にアルミで形成されるため高い伝熱性を有し、熱交換する表面積を広くすることにより熱交換を促進する。
FIG. 4 is a plan view of the upper case provided with the heat dissipating fins of the first embodiment. FIG. 5 is a front view of the upper case provided with the heat dissipating fins of the first embodiment.
The heat radiating fins 3 are rectangular tongue pieces protruding downward from the lower surface of the upper case 4. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the same direction is the longitudinal direction, and a plurality of them are arranged at a predetermined interval. In Example 1, it shall be formed from the upper case 4 by the extrusion method.
In the first embodiment, the heat radiating fins 3 and the upper case 4 are made of aluminum. Since the radiating fins 3 are formed of aluminum integrally with the upper case 4, the radiating fins 3 have high heat conductivity, and promote heat exchange by increasing the surface area for heat exchange.

アッパーケース4は、矩形板状のアルミ部材であり、下面には放熱フィン3が複数配列して設けられる。そして、放熱フィン3が設けられている範囲が、冷却水の流路21の上壁となる。   The upper case 4 is a rectangular plate-like aluminum member, and a plurality of heat radiation fins 3 are arranged on the lower surface. And the range in which the radiation fin 3 is provided becomes the upper wall of the flow path 21 of the cooling water.

図6は実施例1の熱交換器のロワケースの平面図である。図7は実施例1の熱交換器のロワケースの正面図である。
ロワケース5は、矩形板状の上面を基端面51とし、基端面51から凹むようにして流路部52が形成されている。流路部52は、長手方向に伸びる直進部521と、曲がり部522からなり、蛇行する流れとなる形状である。
ここで、実施例1の放熱フィン3は、流路部52の直進部521に収容される部分のみに設けるものとし、曲がり部522に収容される部分は切除される。
FIG. 6 is a plan view of the lower case of the heat exchanger according to the first embodiment. FIG. 7 is a front view of the lower case of the heat exchanger according to the first embodiment.
The lower case 5 has a rectangular plate-like upper surface as a base end surface 51, and a flow path portion 52 is formed so as to be recessed from the base end surface 51. The flow path part 52 includes a straight part 521 extending in the longitudinal direction and a bent part 522, and has a shape that forms a meandering flow.
Here, the radiating fins 3 according to the first embodiment are provided only in a portion accommodated in the straight portion 521 of the flow path portion 52, and a portion accommodated in the bent portion 522 is cut off.

さらにロワケース5には、図7において正面側となる側面から内部の流路部52の始端部及び終端部と連通する連通路53,54を設けるようにし、冷却水の取り入れ口、排出口とする。
図8はロワケースの一部拡大断面図である。
実施例1のロワケース5の流路部52の曲がり部522は、下方ターン部523を備えている。下方ターン部523は、図8に示すように、曲がり部522の深さ(図8の寸法B)を直進部521の深さ(図8の寸法A)よりも深くする。さらに、冷却水直進方向の外側の端は、曲がり部522と同じとし、冷却水直進方向の内側の端は、放熱フィン3と数mm重なる位置とする(図8の寸法C、寸法d)。さらにこの下方ターン部523の深さ(=寸法B−寸法A)は、長さ(寸法C)より大きくする。実施例1では、長さ:深さ=1:3程度にしている。
Further, the lower case 5 is provided with communication passages 53 and 54 that communicate with the start and end portions of the internal flow passage 52 from the side surface that is the front side in FIG. .
FIG. 8 is a partially enlarged sectional view of the lower case.
The bent portion 522 of the flow path portion 52 of the lower case 5 of the first embodiment includes a lower turn portion 523. As shown in FIG. 8, the lower turn portion 523 makes the depth of the bent portion 522 (dimension B in FIG. 8) deeper than the depth of the rectilinear portion 521 (dimension A in FIG. 8). Further, the outer end in the straight direction of the cooling water is the same as the bent portion 522, and the inner end in the straight direction of the coolant is overlapped with the radiation fin 3 by several mm (dimension C and dimension d in FIG. 8). Further, the depth (= dimension B-dimension A) of the lower turn portion 523 is made larger than the length (dimension C). In Example 1, length: depth = 1: 3.

このように下方ターン部523が設けられることにより、図2、図3に示すように、ロワケース5は、一部が下方に張り出した形状となる。さらに、図2に示すように、この下方ターン部の冷却水直進方向と直交する方向、つまり図2の左右方向の下端の角部には、C面取りを設け、傾斜した角部524となるようにする。   By providing the lower turn portion 523 as described above, as shown in FIGS. 2 and 3, the lower case 5 has a shape in which a part thereof protrudes downward. Further, as shown in FIG. 2, a chamfer is provided in a direction perpendicular to the cooling water straight direction of the lower turn portion, that is, in the left and right corners in FIG. 2 so as to form an inclined corner portion 524. To.

実施例1の熱交換器2では、流路部52の直進部521の底は、緩やかな傾斜を介することなく、深さの深い下方ターン部523へ段差を経るよう変更される構成となる。
次に、アッパーケース4とロワケースの組付構造、及びパワーモジュールの取付構造について説明する。
実施例1では、図1、図3に示すようにアッパーケース4の下面に突出するように設けられている放熱フィン3が、ロワケース5の流路部52内に収容されるようにして、アッパーケース4の下面とロワケース5の上面である基端面51を当接させる。
In the heat exchanger 2 of the first embodiment, the bottom of the straight portion 521 of the flow path portion 52 is changed so as to pass through a step to the deeper lower turn portion 523 without going through a gentle inclination.
Next, the assembly structure of the upper case 4 and the lower case and the mounting structure of the power module will be described.
In the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, the radiating fin 3 provided so as to protrude from the lower surface of the upper case 4 is accommodated in the flow path portion 52 of the lower case 5, so that the upper The lower surface of the case 4 and the base end surface 51 which is the upper surface of the lower case 5 are brought into contact with each other.

そして、摩擦攪拌接合工法や溶接等により、水密性のある流路21を形成するように、アッパーケース4とロワケース5を接合する。
このようにして、内部に放熱フィン3を備えた流路21を形成した熱交換器2のアッパーケース4の上面に、パワーモジュール1を載せるように配置する。
パワーモジュール1は底面がアッパーケース4の上面に面接するようにして、締結等により熱交換器2に固定する構造である。
And the upper case 4 and the lower case 5 are joined so that the water-tight flow path 21 may be formed by a friction stir welding method or welding.
In this way, the power module 1 is arranged so as to be placed on the upper surface of the upper case 4 of the heat exchanger 2 in which the flow path 21 including the heat radiation fins 3 is formed.
The power module 1 is structured to be fixed to the heat exchanger 2 by fastening or the like so that the bottom surface is in contact with the upper surface of the upper case 4.

作用を説明する。
[パワーモジュールの冷却作用]
図9は実施例1の熱交換器2の冷却水の流れの説明図である。
実施例1の熱交換器2では、連通路53に冷却水を注入し,連通路54から冷却水を排水させる。この冷却水は、例えばインバーターが車両の駆動に用いられるものとすれば、空調システム、あるいは別個に設けられる冷却システムから冷却水を得るようにし、供給される冷却水が冷却に有効な状態になるよう循環されるものとする。実施例1では冷却水として説明するが、冷媒であればよい。
The operation will be described.
[Power module cooling]
FIG. 9 is an explanatory diagram of the flow of cooling water in the heat exchanger 2 of the first embodiment.
In the heat exchanger 2 of the first embodiment, cooling water is injected into the communication path 53 and the cooling water is drained from the communication path 54. For example, if the inverter is used for driving the vehicle, the cooling water is obtained from an air conditioning system or a separately provided cooling system, and the supplied cooling water is in an effective state for cooling. It shall be recirculated. Although the first embodiment will be described as cooling water, any refrigerant may be used.

冷却水は連通路53から流路21のロワケース5の直進部521の部分を直進する。この直進部521の部分では、放熱フィン3により表面積広く熱交換が行われ、熱交換が促進される。また、この直進部521の部分では、放熱フィン3により複数の小流路が並列し、互いの小流路同士はあまり流通しない状態となる。
そして、流路21のロワケース5の曲がり部522の部分では、流路21の底部が下方ターン部523の深い段差へ移行することにより、冷却水は多くが下方へ流れる(図9の矢印101、矢印102参照)。そして、下方ターン部523では、放熱フィン3が設けられていない部分であるため、次の直進部521の方向へ下方ターン部523を流れるよう側方へほぼ90度向きを変える流れとなる(図9の矢印102、矢印103、矢印104参照)。そして、次の直進部521に近づくと上方へ流れをほぼ90度向きを変えて(図9の矢印104、矢印105、矢印106参照)、さらに次の直進部521へ向きを変えて流れる(図9の矢印106、矢印107参照)。
The cooling water goes straight from the communication passage 53 through the straight portion 521 of the lower case 5 of the flow path 21. In the straight part 521, heat exchange is performed with a large surface area by the heat radiating fins 3, and heat exchange is promoted. Further, in the straight portion 521, a plurality of small flow paths are arranged in parallel by the heat radiating fins 3, so that the small flow paths do not circulate so much.
And in the part of the curved part 522 of the lower case 5 of the flow path 21, the bottom of the flow path 21 shifts to a deep step of the lower turn part 523, so that a large amount of cooling water flows downward (arrow 101 in FIG. 9, (See arrow 102). Since the lower turn portion 523 is a portion where the heat radiating fins 3 are not provided, the direction is changed by 90 degrees to the side so as to flow through the lower turn portion 523 in the direction of the next straight advance portion 521 (see FIG. 9 arrow 102, arrow 103, and arrow 104). Then, when approaching the next straight part 521, the direction of the flow is changed by 90 degrees upward (see arrows 104, 105, and 106 in FIG. 9), and further, the direction is changed to the next straight part 521 (see FIG. 9). 9 arrow 106 and arrow 107).

言わば、流れは下方ターン部523への下方の流れを経由しつつ180度向きを変更する。また、一部の流れは、曲がり部522の放熱フィン3のない端部で180度流れを変更するようにして次に直進部521へ向かう。
また、下方ターン部523においては、C面取り形状にした角部524を設けているので、よりスムーズに冷却水の流れ方向を変更することができる(図9の矢印103、矢印105参照)。
In other words, the flow changes its direction by 180 degrees while passing through the lower flow to the lower turn portion 523. In addition, a part of the flow is changed to 180 degrees at the end of the bent portion 522 where the heat dissipating fins 3 are not provided, and then proceeds to the straight portion 521.
Further, since the corner portion 524 having a C-chamfered shape is provided in the lower turn portion 523, the flow direction of the cooling water can be changed more smoothly (see arrows 103 and 105 in FIG. 9).

このようにして、冷却水は蛇行して流れ、多くの水量が流れつつ流路21内にあることにより、そして放熱フィン3により広い面積と接触することにより効率よく冷却が行われる。
また、冷却の際には、アッパーケース4の上面に冷却対象物であるパワーモジュール1が面接していることになる。そのため、放熱フィン3の冷却は同じ部材の熱伝達によりアッパーケース4の上面で行われることになり、非常に効率がよい。
In this way, the cooling water flows meandering, and cooling is efficiently performed by being in the flow path 21 while a large amount of water is flowing, and by coming into contact with a large area by the radiating fins 3.
Further, at the time of cooling, the power module 1 that is a cooling object is in contact with the upper surface of the upper case 4. Therefore, cooling of the radiation fins 3 is performed on the upper surface of the upper case 4 by heat transfer of the same member, which is very efficient.

[小型化作用]
実施例1の熱交換器2では、直進部521の流れの大部分を下方ターン部523で変更することによって、直進部521の流れ方向に短い曲がり部522にする。そのため、熱交換器2の直進部521の流れ方向長さを短くすることが可能となる。
[Miniaturization]
In the heat exchanger 2 of the first embodiment, most of the flow of the rectilinear portion 521 is changed by the lower turn portion 523, so that the bent portion 522 is short in the flow direction of the rectilinear portion 521. Therefore, it becomes possible to shorten the flow direction length of the rectilinear portion 521 of the heat exchanger 2.

例えば、負荷として3相モータを用いる場合には、3相に対応したパワーモジュール1の構成となるため、チップ等が多く、パワーモジュール1の冷却面積は大きなものとなる。特に出力向上のために、例えばIGBTチップを2パラ(12個+FRD12個)や3パラ(18個+FRD18個)で用いるとパワーモジュール自体の面積が広くなる。   For example, when a three-phase motor is used as a load, the power module 1 has a configuration corresponding to the three phases, so that there are many chips and the cooling area of the power module 1 is large. In particular, in order to improve the output, for example, when the IGBT chip is used in 2 parameters (12 + FRD 12) or 3 parameters (18 + FRD 18), the area of the power module itself is increased.

これに対して、実施例1の熱交換器2では、曲がり部522が短いものになるため、全体の大きさの広さ方向が抑制され小型化されたものとなる。車両への搭載性の点からは、上下左右の全ての方向に制約があり、1方向のみ非常に大きくなることは、致命的な問題である。例えば、この冷却水をターンさせる部分が従来のように、パワーモジュール1の外側に大きく張り出したものは、搭載性が実質的に低下したものとなる。この点について、全体として小型化した実施例1の熱交換器2は有利となる。   On the other hand, in the heat exchanger 2 of Example 1, since the bending part 522 becomes a short thing, the width direction of the whole magnitude | size is suppressed and it becomes what was reduced in size. From the viewpoint of mounting on a vehicle, there is a restriction in all directions, up, down, left and right, and it is a fatal problem that only one direction becomes very large. For example, when the portion where the cooling water is turned overhangs largely outside the power module 1 as in the conventional case, the mountability is substantially reduced. About this point, the heat exchanger 2 of Example 1 reduced in size as a whole becomes advantageous.

次に、効果を説明する。
実施例1の熱交換器にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the heat exchanger of Example 1, the effects listed below can be obtained.

(1)パワーモジュール1を面接させるアッパーケース4の上面と、アッパーケース4とロワケース5を接合した内部に配設され、冷却水を直進させる直進部521、及び直進部521から次の直進部521へ冷却水の流れを変更する曲がり部522でアッパーケース4の上面に沿って蛇行するように形成された冷却水の流路部52と、直進部521のアッパーケース4の下面から直進部521の内部へ向かって複数立設され、薄板状で直進部521の内部を複数の同方向流れに仕切るようにして冷却水との接触面積を大きくする放熱フィン3を備え、曲がり部522には、冷却面(放熱面)と反対方向に流路を拡大した下方ターン部523を設けたため、冷却を行う装置を小型化にでき、容積、重量、コストを抑制することができる。   (1) An upper surface of the upper case 4 that makes contact with the power module 1, an inner portion where the upper case 4 and the lower case 5 are joined, and a rectilinear portion 521 that linearly moves cooling water, and the rectilinear portion 521 to the next rectilinear portion 521 The cooling water flow path 52 is formed to meander along the upper surface of the upper case 4 at a bent portion 522 that changes the flow of the cooling water, and the lower surface of the upper case 4 of the rectilinear portion 521 extends from the lower surface of the rectilinear portion 521. A plurality of radiating fins 3 are provided so as to increase the contact area with the cooling water so as to partition the inside of the rectilinear portion 521 into a plurality of same-direction flows. Since the lower turn part 523 in which the flow path is enlarged in the direction opposite to the surface (heat radiating surface) is provided, the cooling device can be reduced in size, and the volume, weight, and cost can be suppressed.

(2)上記(1)において、下方ターン部523は、直進部521の流路から拡大した流路への変更部分を垂直な段差にしたため、流れを下方へ向かって確実に変更させ、下方に流路を拡大した下方ターン部523で冷却水の流れ方向をさらに左右方向に変更し、その後に上方へ向かって流れを変更して流れを蛇行できるようにする。これにより、略垂直に流れを変更させ、復帰させる上下方向の流れに蛇行のためのターンさせる流れを組み合わせて、曲がり部522の直進方向の流路長さを短くし、冷却を行う装置を小型化にでき、容積、重量、コストを抑制することができる。   (2) In the above (1), the lower turn portion 523 has changed the flow from the flow path of the rectilinear portion 521 to the expanded flow path as a vertical step, so that the flow is surely changed downward and The flow direction of the cooling water is further changed in the left-right direction at the lower turn portion 523 in which the flow path is enlarged, and then the flow is changed upward so that the flow can meander. As a result, the flow in the vertical direction of the bent portion 522 is shortened by combining the flow for turning to meander with the flow in the vertical direction that changes the flow substantially vertically and returns, and the cooling device is reduced in size. The volume, weight, and cost can be suppressed.

(4)上記(2)において、下方ターン部523は、直進部521と直交する方向に流れを変更する角部524の形状を面取り形状にしたため、下方ターン部523へ向かうよう下方へ流れを変更した後、下方ターン部523で次の直進部への流れの変更が損失少なくスムーズに行えるようにできる。   (4) In the above (2), the downward turn portion 523 changes the flow downward toward the downward turn portion 523 because the shape of the corner portion 524 that changes the flow in the direction orthogonal to the rectilinear portion 521 is chamfered. After that, the lower turn part 523 can smoothly change the flow to the next straight part with little loss.

(5)上記(2)及び(4)において、放熱フィン3の端部位置を、下方ターン部523の一部と重なる位置まで延長したため、放熱フィン3による複数の流れの仕切りがなくなる前に下方ターン部523への流れが開始するようにして、スムーズに流れが下方へ向かうよう誘導し、流れの変更が損失少なくスムーズに行えるようにできる。   (5) In the above (2) and (4), the end position of the radiating fin 3 is extended to a position overlapping with a part of the lower turn section 523. As the flow to the turn part 523 starts, the flow can be smoothly guided downward and the flow can be changed smoothly with little loss.

<参考例>
参考例は、下方ターン部523は、直進部521の流路から放熱面と反対側に拡大した流路への変更部分を緩やかな傾斜にした例である。
構成を説明する。
図10は参考例の熱交換器の正面図である。図11は図10のB−B断面図である。
参考例のロワケース5の流路部52の曲がり部522は、下方ターン部525を備えるようにしている。下方ターン部525は、図11に示すように、曲がり部525の深さを直進部521の深さよりも深くする。そして、直進部521の底面が下方ターン部525の底面に切り替わる部分は傾斜面にして緩やかに切り替わるようにする。この傾斜面を傾斜部526(図13参照)とする。
<Reference example>
In the reference example , the lower turn portion 523 is an example in which a change portion from the flow path of the rectilinear portion 521 to the flow path expanded to the opposite side of the heat dissipation surface is gently inclined.
The configuration will be described.
FIG. 10 is a front view of a heat exchanger of a reference example . Figure 11 is a B-B sectional view of FIG. 10.
The bent part 522 of the flow path part 52 of the lower case 5 of the reference example is provided with a lower turn part 525. As shown in FIG. 11, the lower turn portion 525 makes the bent portion 525 deeper than the rectilinear portion 521. Then, the portion where the bottom surface of the rectilinear portion 521 is switched to the bottom surface of the lower turn portion 525 is an inclined surface so as to be switched gently. This inclined surface is defined as an inclined portion 526 (see FIG. 13) .

さらに、参考例では、下方ターン部525の深さを実施例1の下方ターン部523よりも浅くするとともに、放熱フィン3と下方ターン部525との位置の重なりが十数mm〜数十mmとなるように実施例1より長く重なるようにする。
これにより、下方ターン部525の深さは浅いが充分な流れの変更のための容積を有するようにする。
Furthermore, in the reference example , the depth of the lower turn portion 525 is made shallower than the lower turn portion 523 of the first embodiment, and the overlapping of the positions of the radiation fins 3 and the lower turn portion 525 is several tens mm to several tens mm. Thus, it is made to overlap longer than Example 1.
Accordingly, the depth of the lower turn portion 525 is shallow, but has a sufficient volume for changing the flow.

作用を説明する。
[パワーモジュールの冷却作用]
図13は参考例の熱交換器2の冷却水の流れの説明図である。
参考例の熱交換器2では、冷却水は連通路53から流路21のロワケース5の直進部521の部分を直進し(図13の矢印201参照)、傾斜部526により斜め下方へ誘導されて下方ターン部525へ多くの部分が流れる(図13の矢印202参照)。
この下方ターン部525では、放熱フィン3が設けられていない部分であるため、直進部521の流れ方向から略直交する左右方向へ流れを変更する(図13の矢印202、矢印203参照)。また、斜め下方へ向かった一部の流れは、下方ターン部525の上方に放熱フィン3のない部分に到達し、ここで直進部521の流れ方向から略直交する左右方向へ流れを変更する。
また、一部の流れは、曲がり部522の放熱フィン3のない端部で180度流れを変更するようにして次に直進部521へ向かう。
そして、次の直進部521に近づくと斜め上方へ流れを変えるようほぼ90度向きを変えて(図13の矢印203、矢印204参照)、さらに次の直進部521へ流れるよう向きを変える(図13の矢印204、矢印205参照)。
このように参考例においても、曲がり部522を直進部521の流れ方向に短くして、冷却水を蛇行させて流し、効率のよい冷却を行う。
The operation will be described.
[Power module cooling]
FIG. 13 is an explanatory diagram of the flow of cooling water in the heat exchanger 2 of the reference example .
In the heat exchanger 2 of the reference example , the cooling water goes straight through the straight passage portion 521 of the lower case 5 of the flow path 21 from the communication passage 53 (see the arrow 201 in FIG. 13), and is guided obliquely downward by the slope portion 526. Many parts flow to the lower turn part 525 (see arrow 202 in FIG. 13).
Since the lower turn portion 525 is a portion where the heat dissipating fins 3 are not provided, the flow is changed from the flow direction of the rectilinear portion 521 to the left-right direction substantially orthogonal (see arrows 202 and 203 in FIG. 13). Further, a part of the flow directed obliquely downward reaches a portion where the heat radiating fins 3 are not provided above the lower turn portion 525, and the flow is changed from the flow direction of the rectilinear portion 521 to the left and right direction substantially orthogonal thereto.
In addition, a part of the flow is changed to 180 degrees at the end of the bent portion 522 where the heat dissipating fins 3 are not provided, and then proceeds to the straight portion 521.
Then, when approaching the next straight part 521, the direction is changed by 90 degrees so as to change the flow obliquely upward (see arrow 203 and arrow 204 in FIG. 13), and further, the direction is changed so as to flow to the next straight part 521 (see FIG. 13 arrow 204, arrow 205).
As described above, also in the reference example , the bent portion 522 is shortened in the flow direction of the rectilinear portion 521, and the cooling water is caused to meander and flow to perform efficient cooling.

[小型化作用]
参考例の熱交換器2でも、直進部521の流れの大部分を下方ターン部525で変更することによって、直進部521の流れ方向に短い曲がり部522にする。そのため、熱交換器2の直進部521の流れ方向長さを短くすることが可能となる。よって、全体として小型化した熱交換器2になる。
[Miniaturization]
Even in the heat exchanger 2 of the reference example , most of the flow of the rectilinear portion 521 is changed by the lower turn portion 525 so that the bent portion 522 is short in the flow direction of the rectilinear portion 521. Therefore, it becomes possible to shorten the flow direction length of the rectilinear portion 521 of the heat exchanger 2. Therefore, it becomes the heat exchanger 2 reduced in size as a whole.

効果を説明する。
参考例の熱交換器にあっては、上記(1)の効果に加えて、以下の効果を有する。
(3)上記(1)において、下方ターン部525は、直進部521の流路面から、アッパーケース4の冷却面と反対側に拡大した流路面までを緩やかな傾斜にしたため、流れを斜め下方へ向かって確実に変更させ、下方に流路を拡大した下方ターン部525で冷却水の流れ方向をさらに左右方向に変更し、その後に斜め上方へ向かって流れを変更して流れを蛇行できるようにする。これにより、斜め下方に流れを変更させ、斜め上方に復帰させる流れに蛇行のためのターンさせる流れを組み合わせて、曲がり部522の直進方向の流路長さを短くし、冷却を行う装置を小型化にでき、容積、重量、コストを抑制することができる。
Explain the effect.
The heat exchanger according to the reference example has the following effects in addition to the effect (1).
(3) In the above (1), the lower turn part 525 has a gentle slope from the flow path surface of the rectilinear section 521 to the flow path surface expanded to the opposite side of the cooling surface of the upper case 4, so that the flow is inclined downward. The flow direction of the cooling water is further changed to the left and right direction at the lower turn part 525 having the flow path expanded downward, and then the flow is changed obliquely upward to meander the flow. To do. Thereby, the flow is changed diagonally downward, the flow returning to the diagonally upward is combined with the flow for turning to meander, the flow path length in the straight direction of the bent portion 522 is shortened, and the cooling device is reduced in size. The volume, weight, and cost can be suppressed.

以上、本発明の熱交換器を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
例えば、実施例1では、冷却水としたが温水を流すようにして、熱交換器が取り付けた対象物を暖めるようにしてもよい。
As mentioned above, although the heat exchanger of this invention has been demonstrated based on Example 1, about a concrete structure, it is not restricted to these Examples, The summary of the invention which concerns on each claim of a claim As long as they do not deviate, design changes and additions are permitted.
For example, although the cooling water is used in the first embodiment, the hot water may be flown so as to warm the object to which the heat exchanger is attached.

実施例1の熱交換器の平面図である。It is a top view of the heat exchanger of Example 1. 実施例1の熱交換器の正面図である。It is a front view of the heat exchanger of Example 1. 図1のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 実施例1の放熱フィンが設けられたアッパーケースの平面図である。It is a top view of the upper case where the radiation fin of Example 1 was provided. 実施例1の放熱フィンが設けられたアッパーケースの正面図である。It is a front view of the upper case provided with the radiation fin of Example 1. 実施例1の熱交換器のロワケースの平面図である。It is a top view of the lower case of the heat exchanger of Example 1. 実施例1の熱交換器のロワケースの正面図である。It is a front view of the lower case of the heat exchanger of Example 1. 実施例1の熱交換器のロワケースの一部拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the lower case of the heat exchanger of Example 1. FIG. 実施例1の熱交換器の冷却水の流れの説明図である。It is explanatory drawing of the flow of the cooling water of the heat exchanger of Example 1. FIG. 参考例の熱交換器の平面図である。It is a top view of the heat exchanger of a reference example . 参考例の熱交換器の正面図である。 It is a front view of the heat exchanger of a reference example . 図10のB−B断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 参考例の熱交換器の冷却水の流れの説明図である。It is explanatory drawing of the flow of the cooling water of the heat exchanger of a reference example .

1 パワーモジュール
2 熱交換器
3 放熱フィン
4 アッパーケース
5 ロワケース
21 流路
51 基端面
52 流路部
53 連通路
54 連通路
521 直進部
522 曲がり部
523 下方ターン部
524 角部
525 下方ターン部
526 傾斜部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power module 2 Heat exchanger 3 Radiation fin 4 Upper case 5 Lower case 21 Flow path 51 Base end face 52 Flow path part 53 Communication path 54 Communication path 521 Straight advance part 522 Bending part 523 Lower turn part 524 Corner part 525 Lower turn part 526 Inclination Part

Claims (2)

被対象物を面接させるケースの放熱面と、
前記ケースの放熱面より内部側に配設され、熱交換媒体を直進させる直進部、及び前記直進部から次の直進部へ熱交換媒体の流れを変更するターン部で前記放熱面に沿って蛇行するように形成された熱交換媒体の流路と、
薄板状で、前記直進部及び前記次の直進部の前記放熱面側の壁面から前記直進部及び前記次の直進部内へ複数立設されて、前記直進部及び前記次の直進部内を複数の同方向流れに仕切り、前記ターン部に収容される部分が切除されるようにして熱交換媒体との接触面積を大きくする熱交換促進部と、
を備え、
前記ターン部は、前記ケースの一部を前記放熱面と反対方向である下方に張り出させた形状として前記ターン部の深さが前記直進部及び前記次の直進部の深さよりも深くすることで前記流路を拡大した拡大ターン部を備え、
前記直進部及び前記次の直進部からの前記拡大ターン部への変更部分を垂直な段差にし、
前記熱交換促進部の前記直進部の直進方向の端部位置を、前記拡大ターン部の一部と重なる位置まで延長して、前記熱交換媒体の流れが、前記熱交換促進部の仕切りがなくなる前に、前記直進部から前記ターン部の前記放熱面と反対方向側へ開始するようにし、
前記ターン部は、前記熱交換媒体が、前記直進部を直進し、前記ターン部では前記段差へ移行し、前記拡大ターン部の下方へ流れて、前記拡大ターン部では前記次の直進部へ向けて向きを変え、前記次の直進部へ向けて上方に向きを変えて該次の直進部へ流れるようにした、
ことを特徴とする熱交換器。
A heat radiating surface of the case where the object is interviewed,
A meandering portion disposed along the heat dissipating surface of the case, which is disposed inside the heat dissipating surface and linearly moves along the heat dissipating surface in a straight portion that moves the heat exchanging medium straight and a turn portion that changes the flow of the heat exchanging medium from the straight portion to the next straight portion A flow path of the heat exchange medium formed to
In thin plate, the straight portions and a plurality of upright from the wall surface of the heat radiating surface side of the next straight portion to the straight portion and the next straight portion, a plurality of the straight portion and in the next straight portion A heat exchange facilitating part that increases the contact area with the heat exchange medium so that the part accommodated in the turn part is cut off.
With
The turn part has a shape in which a part of the case protrudes downward in the direction opposite to the heat radiating surface, and the turn part has a depth greater than the straight part and the next straight part. With an enlarged turn part that expands the flow path at
The change part from the straight part and the next straight part to the enlarged turn part is a vertical step,
Extending the end position of the linearly moving part of the heat exchange promoting part to a position overlapping with a part of the enlarged turn part, the flow of the heat exchange medium eliminates the partition of the heat exchange promoting part Before, start from the straight part to the opposite side of the heat dissipation surface of the turn part,
In the turn part, the heat exchange medium goes straight through the rectilinear part, transitions to the step in the turn part, flows below the enlarged turn part, and toward the next rectilinear part in the enlarged turn part. The direction was changed, and the direction was changed upward toward the next straight part so as to flow to the next straight part.
A heat exchanger characterized by that.
請求項1に記載の熱交換器において、
前記拡大ターン部は、前記直進部及び前記次の直進部の流れ方向と直交する方向に流れを変更する角部の形状を面取り形状にした、
ことを特徴とする熱交換器。
The heat exchanger according to claim 1,
The enlarged turn part is a chamfered shape of a corner part that changes the flow in a direction orthogonal to the flow direction of the straight part and the next straight part ,
A heat exchanger characterized by that.
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