JP7342811B2 - Cooler - Google Patents
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Description
本発明は、冷却器に関する。 The present invention relates to a cooler.
発熱体を冷却する冷却器としては、例えば、特許文献1に記載されている。特許文献1に記載の冷却器は、内部に冷媒が流れる冷却部と、冷却部の内部に冷媒を供給する供給部と、冷却部の内部から冷媒を排出する排出部と、冷却部の内部に設けられたフィンと、を備える。冷却部の内部には、フィンが設けられる冷却領域と、供給領域が設けられている。供給領域は、供給部から冷媒が供給される領域である。供給部から供給領域に供給された冷媒は、供給領域から冷却領域に流れる。 A cooler for cooling a heating element is described in Patent Document 1, for example. The cooler described in Patent Document 1 includes a cooling part in which a refrigerant flows, a supply part that supplies the refrigerant to the inside of the cooling part, a discharge part that discharges the refrigerant from the inside of the cooling part, and a part inside the cooling part. fins provided. Inside the cooling section, a cooling area in which fins are provided and a supply area are provided. The supply region is a region to which refrigerant is supplied from the supply section. The refrigerant supplied from the supply section to the supply region flows from the supply region to the cooling region.
ところで、発熱体の温度が上昇することに伴い、冷媒の温度が上昇することがある。冷媒の温度上昇による発熱体の過熱破壊を防ぐため、冷却器に冷媒の温度を検出する温度センサを設ける場合がある。冷媒の温度が変化した際には、この温度変化に追従して温度センサによって検出される温度は変化する。冷媒の流量の多い位置に温度センサを設けることで、冷媒の温度が変化してから、温度変化後の冷媒の温度を検出するまでの時間を短くできることが知られている。しかしながら、特許文献1に記載の冷却器では、供給領域に供給された冷媒は、冷却領域に分散する。このため、冷媒の流量の多い位置に温度センサを設ける場合、冷媒の流れる方向において、供給領域の上流に温度センサを配置する必要があり、温度センサの配置位置に制約が生じる。 By the way, as the temperature of the heating element rises, the temperature of the refrigerant may rise. In order to prevent the heating element from being overheated and destroyed due to an increase in the temperature of the refrigerant, the cooler may be provided with a temperature sensor that detects the temperature of the refrigerant. When the temperature of the refrigerant changes, the temperature detected by the temperature sensor changes to follow this temperature change. It is known that by providing a temperature sensor at a position with a large flow rate of refrigerant, the time from when the temperature of the refrigerant changes until the temperature of the refrigerant after the temperature change is detected can be shortened. However, in the cooler described in Patent Document 1, the refrigerant supplied to the supply region is dispersed in the cooling region. For this reason, when a temperature sensor is provided at a position where the flow rate of the refrigerant is large, it is necessary to arrange the temperature sensor upstream of the supply area in the direction in which the refrigerant flows, which imposes restrictions on the arrangement position of the temperature sensor.
本発明の目的は、温度センサの配置自由度を向上できる冷却器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a cooler that can improve the degree of freedom in arranging temperature sensors.
上記課題を解決する冷却器は、第1の底壁と、前記第1の底壁と向かい合って設けられる第2の底壁と、前記第1の底壁と前記第2の底壁との間で延設する側壁と、によって区画された内部に冷媒が流れる冷却部と、前記冷却部の内部に冷媒を供給する供給部と、前記冷却部の内部から冷媒を排出する排出部と、前記冷却部の内部に設けられたフィンと、前記冷却部の内部に設けられ、前記供給部から離れる方向に延設する区画壁と、前記冷却部の内部の領域であって前記フィンが設けられている冷却領域と、前記冷却部の内部の領域であって、前記区画壁と、前記区画壁の厚さ方向に前記区画壁と離間する前記側壁とによって区画され、前記冷却領域と前記供給部との間に設けられる供給領域と、前記冷媒の温度を検出する温度センサと、を備え、前記区画壁の前記供給部とは反対側の端部と、前記側壁と、によって前記供給領域と前記冷却領域とを繋ぐ接続流路が区画され、前記温度センサは、前記供給領域又は前記接続流路を通過する冷媒の温度を検出するように配置されている。 A cooler that solves the above problems includes a first bottom wall, a second bottom wall provided facing the first bottom wall, and a space between the first bottom wall and the second bottom wall. a cooling section through which a refrigerant flows into an interior partitioned by a side wall, a supply section that supplies the refrigerant to the inside of the cooling section, a discharge section that discharges the refrigerant from the inside of the cooling section; a partition wall provided inside the cooling section and extending in a direction away from the supply section; and an area inside the cooling section where the fins are provided. a cooling area, an area inside the cooling section, which is partitioned by the partition wall and the side wall spaced apart from the partition wall in the thickness direction of the partition wall, and is connected to the cooling area and the supply section; a supply region provided between the refrigerant and a temperature sensor that detects the temperature of the refrigerant; the supply region and the cooling region are provided by an end of the partition wall opposite to the supply section and the side wall. A connecting channel is defined, and the temperature sensor is arranged to detect the temperature of the refrigerant passing through the supply area or the connecting channel.
冷却部の内部に区画壁を設けることで、冷却部の内部には供給領域が区画されている。供給部から供給された冷媒は、供給領域を流れる。供給領域を流れる冷媒は、区画壁により、冷却領域への流入が抑制されている。冷却領域に冷媒が流入することを原因として、供給領域を流れる冷媒の流量が減ることが抑制されている。温度センサは、供給領域又は接続流路を通過する冷媒の温度を検出するように配置すればよいため、温度センサの配置自由度を向上できる。 By providing a partition wall inside the cooling section, a supply area is divided inside the cooling section. The refrigerant supplied from the supply section flows through the supply region. The refrigerant flowing through the supply area is prevented from flowing into the cooling area by the partition wall. The flow rate of the refrigerant flowing through the supply area is suppressed from decreasing due to the refrigerant flowing into the cooling area. Since the temperature sensor may be placed so as to detect the temperature of the refrigerant passing through the supply area or the connection flow path, the degree of freedom in placement of the temperature sensor can be improved.
上記冷却器について、前記区画壁の前記供給部側の端部は、前記側壁に接合されていてもよい。
上記冷却器について、前記供給領域における前記区画壁の前記供給部とは反対側の端部と前記側壁とによって区画される領域の断面積は、前記供給領域における前記区画壁の前記供給部側の端部と前記側壁とによって区画される領域の断面積より小さくてもよい。
In the cooler, an end of the partition wall on the supply section side may be joined to the side wall.
Regarding the cooler, the cross-sectional area of the area defined by the side wall and the end of the partition wall opposite to the supply part in the supply area is The cross-sectional area may be smaller than the area defined by the end portion and the side wall.
上記冷却器について、前記供給領域の断面積は、前記区画壁の前記供給部側の端部から前記供給部とは反対側の端部に向かって単調減少してもよい。 In the cooler, the cross-sectional area of the supply region may monotonically decrease from an end of the partition wall on the supply section side to an end on the opposite side to the supply section.
本発明によれば、温度センサの配置自由度を向上できる。 According to the present invention, the degree of freedom in arranging temperature sensors can be improved.
以下、冷却器の一実施形態について説明する。本実施形態の冷却器は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載されるインバータ装置に用いられる。インバータ装置は、バッテリから入力される直流電流を交流電流に変換して出力するものである。 An embodiment of the cooler will be described below. The cooler of this embodiment is used, for example, in an inverter device installed in an electric vehicle or a hybrid vehicle. An inverter device converts direct current input from a battery into alternating current and outputs the alternating current.
図1、図2及び図3に示すように、インバータ装置10は、インバータ回路11と、インバータ回路11を冷却する冷却器20と、図示しないラジエータから冷却器20に冷媒を供給する供給パイプ12と、冷却器20からラジエータに冷媒を排出する排出パイプ13とを備える。本実施形態の冷媒は、液状の冷媒である。 As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the inverter device 10 includes an inverter circuit 11, a cooler 20 that cools the inverter circuit 11, and a supply pipe 12 that supplies refrigerant from a radiator (not shown) to the cooler 20. , and a discharge pipe 13 for discharging refrigerant from the cooler 20 to the radiator. The refrigerant of this embodiment is a liquid refrigerant.
インバータ回路11は、スイッチング素子を1つ以上含む。スイッチング素子は、例えばMOSFETや絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)である。インバータ回路11は、スイッチング素子がスイッチング動作した場合に熱を生じる発熱体となる。 Inverter circuit 11 includes one or more switching elements. The switching element is, for example, a MOSFET or an insulated gate bipolar transistor (IGBT). The inverter circuit 11 becomes a heating element that generates heat when the switching element performs a switching operation.
冷却器20は、冷却部21と、供給部31と、排出部33と、フィン41と、区画壁51と、温度センサ61と、を備える。
冷却部21は、金属製である。冷却部21は、例えば、アルミニウム製である。冷却部21は、四角箱状の部材である。冷却部21は、6つの壁部22~27を備える。6つの壁部22~27は、第1の底壁22と、第1の底壁22の厚み方向に第1の底壁22と向かい合う第2の底壁23と、第1の底壁22と第2の底壁23との間で延びる4つの側壁24~27と、を含む。第2の底壁23は、インバータ回路11が搭載される壁部である。第2の底壁23の外面にインバータ回路11は搭載されている。
The cooler 20 includes a cooling section 21 , a supply section 31 , a discharge section 33 , fins 41 , a partition wall 51 , and a temperature sensor 61 .
The cooling unit 21 is made of metal. The cooling unit 21 is made of aluminum, for example. The cooling unit 21 is a square box-shaped member. The cooling section 21 includes six walls 22 to 27. The six wall parts 22 to 27 include a first bottom wall 22, a second bottom wall 23 facing the first bottom wall 22 in the thickness direction of the first bottom wall 22, and a first bottom wall 22. and four side walls 24 to 27 extending between the second bottom wall 23 and the second bottom wall 23. The second bottom wall 23 is a wall portion on which the inverter circuit 11 is mounted. The inverter circuit 11 is mounted on the outer surface of the second bottom wall 23.
6つの壁部22~27は、四角板状である。4つの側壁24~27は、第1の底壁22の周縁と第2の底壁23の周縁の間で延びている。4つの側壁24~27は、第1の側壁24と、第2の側壁25と、第3の側壁26と、第4の側壁27と、を含む。第1の側壁24と第2の側壁25とは互いに向かい合っている。第3の側壁26と第4の側壁27とは互いに向かい合っている。なお、第1の底壁22及び第2の底壁23とは、必ずしも鉛直方向の下方に位置する壁部を示すものではなく、側壁24~27を支持する壁部を第1の底壁22及び第2の底壁23と称している。 The six walls 22 to 27 are square plate-shaped. The four side walls 24 - 27 extend between the periphery of the first bottom wall 22 and the second bottom wall 23 . The four side walls 24 to 27 include a first side wall 24, a second side wall 25, a third side wall 26, and a fourth side wall 27. The first side wall 24 and the second side wall 25 face each other. The third side wall 26 and the fourth side wall 27 face each other. Note that the first bottom wall 22 and the second bottom wall 23 do not necessarily refer to the wall portions located vertically downward; and a second bottom wall 23.
供給部31は、第1の側壁24に設けられている。排出部33は、第1の側壁24に設けられている。本実施形態では、供給部31及び排出部33は同一の壁部に設けられているといえる。第3の側壁26と第4の側壁27とが向かい合う方向において、第3の側壁26から供給部31までの距離は、第3の側壁26から排出部33までの距離よりも短い。 The supply section 31 is provided on the first side wall 24 . The discharge portion 33 is provided on the first side wall 24 . In this embodiment, it can be said that the supply section 31 and the discharge section 33 are provided on the same wall. In the direction in which the third side wall 26 and the fourth side wall 27 face each other, the distance from the third side wall 26 to the supply section 31 is shorter than the distance from the third side wall 26 to the discharge section 33.
供給部31は、筒状の部材である。供給部31は、供給部31の軸線方向と第1の側壁24の厚み方向とが一致する態様で第1の側壁24に設けられている。供給部31の軸線方向の第1端部は供給口32を備える。供給口32は、冷却部21の内部に連通している。供給部31の軸線方向の第2端部は、供給パイプ12に接続されている。 The supply section 31 is a cylindrical member. The supply section 31 is provided on the first side wall 24 in such a manner that the axial direction of the supply section 31 and the thickness direction of the first side wall 24 coincide. A first end of the supply section 31 in the axial direction is provided with a supply port 32 . The supply port 32 communicates with the inside of the cooling section 21 . A second end of the supply section 31 in the axial direction is connected to the supply pipe 12 .
排出部33は、筒状の部材である。排出部33は、排出部33の軸線方向と第1の側壁24の厚み方向とが一致する態様で第1の側壁24に設けられている。排出部33の軸線方向の第1端部は排出口34を備える。排出口34は、冷却部21の内部に連通している。排出部33の軸線方向の第2端部は、排出パイプ13に接続されている。 The discharge part 33 is a cylindrical member. The discharge part 33 is provided on the first side wall 24 in such a manner that the axial direction of the discharge part 33 and the thickness direction of the first side wall 24 coincide. The first end of the discharge portion 33 in the axial direction is provided with a discharge port 34 . The discharge port 34 communicates with the inside of the cooling section 21 . A second end of the discharge section 33 in the axial direction is connected to the discharge pipe 13.
供給部31から冷却部21の内部に供給された冷媒は、冷却部21の内部を通った後に排出部33から排出される。
フィン41は、ピンフィンである。フィン41は、第1の底壁22と第2の底壁23との間で垂直に延びる。フィン41の第1端部は第1の底壁22に固定されている。フィン41の第2端部は第2の底壁23に固定されている。フィン41は、互いに離間して複数配置されている。フィン41は、冷却部21と一体であってもよいし、冷却部21とは別体のものを冷却部21に接合したものであってもよい。
The refrigerant supplied from the supply section 31 to the inside of the cooling section 21 is discharged from the discharge section 33 after passing through the inside of the cooling section 21 .
Fin 41 is a pin fin. The fins 41 extend vertically between the first bottom wall 22 and the second bottom wall 23 . A first end of the fin 41 is fixed to the first bottom wall 22. A second end of the fin 41 is fixed to the second bottom wall 23. A plurality of fins 41 are arranged spaced apart from each other. The fins 41 may be integrated with the cooling section 21 or may be separate from the cooling section 21 and joined to the cooling section 21.
本実施形態の区画壁51は、矩形板状である。区画壁51は、第1の側壁24と第2の側壁25との間に設けられており、第2の側壁25の厚み方向に延びるように設けられている。区画壁51の短手方向の第1端部52は第1の底壁22に接合されている。区画壁51の短手方向の第2端部53は第2の底壁23に接合されている。区画壁51の長手方向の第1端部54は、第2の側壁25に向かい合っている。区画壁51の長手方向の第1端部54は、第2の側壁25から離間している。区画壁51の長手方向の第2端部55は、第1の側壁24に接合されている。第1の側壁24には供給部31が設けられていることから、区画壁51の長手方向の第2端部55は、区画壁51の供給部31側の端部といえる。また、区画壁51の長手方向の第1端部54は、区画壁51の供給部31とは反対側の端部であるといえる。また、区画壁51は、第1の側壁24に設けられている供給部31から第2の側壁25に向かって離れる方向に延設しているといえる。 The partition wall 51 of this embodiment has a rectangular plate shape. The partition wall 51 is provided between the first side wall 24 and the second side wall 25 and is provided so as to extend in the thickness direction of the second side wall 25. A first end 52 of the partition wall 51 in the lateral direction is joined to the first bottom wall 22 . A second end 53 of the partition wall 51 in the lateral direction is joined to the second bottom wall 23 . A first longitudinal end 54 of the partition wall 51 faces the second side wall 25 . A first longitudinal end 54 of the partition wall 51 is spaced apart from the second side wall 25 . A second longitudinal end 55 of the partition wall 51 is joined to the first side wall 24 . Since the first side wall 24 is provided with the supply section 31, the second end 55 in the longitudinal direction of the partition wall 51 can be said to be the end of the partition wall 51 on the supply section 31 side. Further, it can be said that the first end 54 of the partition wall 51 in the longitudinal direction is the end of the partition wall 51 on the opposite side from the supply section 31. Furthermore, it can be said that the partition wall 51 extends in a direction away from the supply section 31 provided on the first side wall 24 toward the second side wall 25.
区画壁51は、第3の側壁26と間隔を空けて設けられている。区画壁51は、供給部31から離間するにつれて、第3の側壁26との間隔が短くなるように設けられている。
冷却器20は、冷却領域S1と、供給領域S2と、接続流路A1と、排出領域S3と、を備える。冷却領域S1、供給領域S2、接続流路A1及び排出領域S3は冷却部21の内部の領域である。
The partition wall 51 is provided with a space between the third side wall 26 and the third side wall 26 . The partition wall 51 is provided so that the distance from the third side wall 26 becomes shorter as the partition wall 51 moves away from the supply section 31.
The cooler 20 includes a cooling area S1, a supply area S2, a connecting channel A1, and a discharge area S3. The cooling area S1, the supply area S2, the connection channel A1, and the discharge area S3 are areas inside the cooling section 21.
冷却領域S1は、フィン41が設けられた領域である。フィン41は、インバータ回路11と冷媒との熱交換を促進するために設けられている。従って、フィン41は、第2の底壁23を間に挟んでインバータ回路11と向かい合う領域に設けられる。冷却領域S1とは、インバータ回路11と熱交換が行われる冷媒が通過する領域ともいえる。 The cooling area S1 is an area where the fins 41 are provided. The fins 41 are provided to promote heat exchange between the inverter circuit 11 and the refrigerant. Therefore, the fin 41 is provided in a region facing the inverter circuit 11 with the second bottom wall 23 in between. The cooling region S1 can also be said to be a region through which a refrigerant that exchanges heat with the inverter circuit 11 passes.
供給領域S2は、フィン41が設けられていない領域である。排出領域S3は、フィン41が設けられていない領域である。供給領域S2と排出領域S3との間に冷却領域S1は位置している。 The supply area S2 is an area where the fins 41 are not provided. The discharge area S3 is an area where the fins 41 are not provided. The cooling area S1 is located between the supply area S2 and the discharge area S3.
供給領域S2は、区画壁51と、区画壁51の厚さ方向に区画壁51と離間する第3の側壁26とによって区画されている。供給口32は、冷却部21の内部のうち供給領域S2に開口している。即ち、供給領域S2は、冷却領域S1と供給部31との間に設けられているといえる。 The supply area S2 is defined by a partition wall 51 and a third side wall 26 spaced apart from the partition wall 51 in the thickness direction of the partition wall 51. The supply port 32 opens into the supply region S2 inside the cooling section 21. That is, it can be said that the supply area S2 is provided between the cooling area S1 and the supply section 31.
接続流路A1は、供給領域S2と冷却領域S1とを繋ぐ流路である。接続流路A1は、区画壁51の長手方向の第1端部54と第2の側壁25との間に区画されている。
排出領域S3は、冷却部21の内部を冷媒が流れる方向において、冷却領域S1よりも下流の領域である。排出口34は、冷却部21の内部のうち排出領域S3に開口している。
The connection channel A1 is a channel that connects the supply region S2 and the cooling region S1. The connection channel A1 is defined between the first end 54 of the partition wall 51 in the longitudinal direction and the second side wall 25.
The discharge region S3 is a region downstream of the cooling region S1 in the direction in which the refrigerant flows inside the cooling section 21. The discharge port 34 opens into the discharge region S3 inside the cooling section 21.
供給口32から供給される冷媒は、供給領域S2に流入する。供給領域S2に流入した冷媒は、接続流路A1に向けて流れる。
供給領域S2における区画壁51の長手方向の第2端部55と第3の側壁26とによって区画される領域を第1端領域E1とする。供給領域S2における区画壁51の長手方向の第1端部54と第3の側壁26とによって区画される領域を第2端領域E2とする。供給部31から離間するにつれて第3の側壁26との間隔が短くなるように区画壁51を設けることで、第1端領域E1の断面積は、第2端領域E2の断面積より小さくなっている。また、供給領域S2の断面積は、区画壁51の長手方向の第2端部55から区画壁51の長手方向の第1端部54に向かって単調減少している。なお、断面積とは、冷媒の流れる方向に垂直な面の断面積を意味する。
The refrigerant supplied from the supply port 32 flows into the supply region S2. The refrigerant that has flowed into the supply region S2 flows toward the connection channel A1.
The area defined by the second end 55 of the partition wall 51 in the longitudinal direction and the third side wall 26 in the supply area S2 is defined as a first end area E1. The area defined by the first end 54 of the partition wall 51 in the longitudinal direction and the third side wall 26 in the supply area S2 is referred to as a second end area E2. By providing the partition wall 51 so that the distance from the third side wall 26 becomes shorter as it moves away from the supply section 31, the cross-sectional area of the first end region E1 becomes smaller than the cross-sectional area of the second end region E2. There is. Further, the cross-sectional area of the supply region S2 monotonically decreases from the second end 55 of the partition wall 51 in the longitudinal direction to the first end 54 of the partition wall 51 in the longitudinal direction. Note that the cross-sectional area means the cross-sectional area of a plane perpendicular to the flow direction of the refrigerant.
供給領域S2を通過した冷媒は、接続流路A1を介して供給領域S2から排出される。接続流路A1から排出された冷媒は、冷却領域S1に拡散されていく。
温度センサ61は、供給領域S2又は接続流路A1を通過する冷媒の温度を検出するように配置されている。例えば、温度センサ61は、供給領域S2又は接続流路A1を区画する冷却部21の壁部、あるいは、区画壁51に設けられる。供給領域S2又は接続流路A1を区画する冷却部21の壁部とは、供給領域S2又は接続流路A1を流れる冷媒が接する壁部ともいえる。温度センサ61は、冷却部21の壁部の内面に設けられていてもよいし、冷却部21の壁部の外面に設けられていてもよい。供給領域S2を通過した冷媒は、接続流路A1から冷却領域S1に拡散されるため、接続流路A1から所定距離内の領域であれば、この領域の冷媒を検出した場合であっても、供給領域S2又は接続流路A1を通過する冷媒の温度を検出しているとみなすことができる。所定距離は、例えば、実験やシミュレーションによって導出可能な距離であり、温度センサ61に求められる温度追従性などにより変化する。
The refrigerant that has passed through the supply area S2 is discharged from the supply area S2 via the connection flow path A1. The refrigerant discharged from the connection flow path A1 is diffused into the cooling region S1.
The temperature sensor 61 is arranged to detect the temperature of the refrigerant passing through the supply region S2 or the connection channel A1. For example, the temperature sensor 61 is provided on the wall of the cooling unit 21 that partitions the supply region S2 or the connection channel A1, or on the partition wall 51. The wall of the cooling unit 21 that partitions the supply region S2 or the connection channel A1 can also be said to be the wall with which the refrigerant flowing through the supply region S2 or the connection channel A1 comes into contact. The temperature sensor 61 may be provided on the inner surface of the wall of the cooling section 21 or may be provided on the outer surface of the wall of the cooling section 21. Since the refrigerant that has passed through the supply region S2 is diffused from the connection channel A1 to the cooling region S1, as long as the region is within a predetermined distance from the connection channel A1, even if the refrigerant in this region is detected, It can be considered that the temperature of the refrigerant passing through the supply area S2 or the connection channel A1 is detected. The predetermined distance is, for example, a distance that can be derived through experiment or simulation, and changes depending on the temperature followability required of the temperature sensor 61 and the like.
本実施形態において、温度センサ61は、第2の側壁25に取り付けられている。詳細にいえば、温度センサ61は、第2の側壁25のうち供給領域S2の第1端領域E1に面する部分の外面に取り付けられている。 In this embodiment, the temperature sensor 61 is attached to the second side wall 25. Specifically, the temperature sensor 61 is attached to the outer surface of a portion of the second side wall 25 facing the first end region E1 of the supply region S2.
温度センサ61により検出された冷媒の温度が過剰に高い場合、インバータ回路11の出力に制限が課されたり、インバータ回路11が停止される。これにより、インバータ回路11の温度が過剰に上昇することを抑制している。 If the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor 61 is excessively high, a limit is imposed on the output of the inverter circuit 11 or the inverter circuit 11 is stopped. This suppresses the temperature of the inverter circuit 11 from rising excessively.
本実施形態の作用について説明する。
区画壁51を設けることで、冷却部21の内部には供給領域S2が区画されている。供給部31から冷却部21の内部に供給された冷媒は、供給領域S2を流れる。供給領域S2を流れる冷媒は、区画壁51により、冷却領域S1への流入が抑制されている。冷却領域S1に冷媒が流入することを原因として、供給領域S2を流れる冷媒の流量が減ることが抑制されている。
The operation of this embodiment will be explained.
By providing the partition wall 51, the inside of the cooling unit 21 is partitioned into a supply region S2. The refrigerant supplied from the supply section 31 into the cooling section 21 flows through the supply region S2. The refrigerant flowing through the supply area S2 is prevented from flowing into the cooling area S1 by the partition wall 51. The flow rate of the refrigerant flowing through the supply area S2 is suppressed from decreasing due to the refrigerant flowing into the cooling area S1.
本実施形態の効果について説明する。
(1)区画壁51を設けることで、供給領域S2を流れる冷媒の流量が減ることが抑制されている。冷媒の流量の多い位置に温度センサ61を設けることで、単位時間あたりに温度センサ61と熱交換を行う冷媒の量が減ることが抑制される。これにより、冷媒の温度が変化してから、温度変化後の冷媒の温度を検出するまでの時間を短くできる。区画壁51を設けない場合、冷却領域S1に冷媒が分散するため、冷媒の流量の多い領域が少なく、温度センサ61を配置できる領域が少ない。区画壁51を設けることで、温度センサ61は、供給領域S2又は接続流路A1を通過する冷媒の温度を検出するように配置すればよいため、区画壁51を設けない場合に比べて、温度センサ61の配置自由度を向上できる。
The effects of this embodiment will be explained.
(1) By providing the partition wall 51, the flow rate of the refrigerant flowing through the supply area S2 is suppressed from decreasing. By providing the temperature sensor 61 at a position where the flow rate of the refrigerant is large, the amount of refrigerant that exchanges heat with the temperature sensor 61 per unit time is suppressed from decreasing. Thereby, the time from when the temperature of the refrigerant changes until the temperature of the refrigerant after the temperature change is detected can be shortened. When the partition wall 51 is not provided, the refrigerant is dispersed in the cooling area S1, so there are few areas where the flow rate of the refrigerant is large, and there are few areas where the temperature sensor 61 can be placed. By providing the partition wall 51, the temperature sensor 61 can be placed so as to detect the temperature of the refrigerant passing through the supply area S2 or the connection channel A1. The degree of freedom in arranging the sensor 61 can be improved.
(2)区画壁51の長手方向の第2端部55は、第1の側壁24に接合されている。このため、供給口32から供給された全ての冷媒が供給領域S2に流入する。区画壁51の長手方向の第2端部55が第1の側壁24に接合されていない場合に比べて、供給領域S2を通過する冷媒の流量が減ることを抑制できる。 (2) The second end 55 of the partition wall 51 in the longitudinal direction is joined to the first side wall 24. Therefore, all the refrigerant supplied from the supply port 32 flows into the supply region S2. Compared to the case where the second end 55 in the longitudinal direction of the partition wall 51 is not joined to the first side wall 24, the flow rate of the refrigerant passing through the supply region S2 can be suppressed from decreasing.
(3)供給領域S2の第1端領域E1の断面積は、供給領域S2の第2端領域E2の断面積より小さい。供給領域S2の第1端領域E1を流れる冷媒の流速を供給領域S2の第2端領域E2を流れる冷媒の流速より速くすることができる。供給領域S2を流れる冷媒の流速が速くなることにより、温度センサ61に対する冷媒の熱伝達率が向上する。これにより冷媒の温度が変化してから、温度変化後の冷媒の温度を検出するまでの時間を更に短くできる。 (3) The cross-sectional area of the first end region E1 of the supply region S2 is smaller than the cross-sectional area of the second end region E2 of the supply region S2. The flow velocity of the refrigerant flowing through the first end region E1 of the supply region S2 can be made faster than the flow velocity of the refrigerant flowing through the second end region E2 of the supply region S2. By increasing the flow rate of the refrigerant flowing through the supply region S2, the heat transfer coefficient of the refrigerant to the temperature sensor 61 improves. This can further shorten the time from when the temperature of the refrigerant changes until the temperature of the refrigerant after the temperature change is detected.
(4)供給領域S2の断面積は、第2端領域E2から第1端領域E1に向かって単調減少する。これにより、供給領域S2内での冷媒の圧力損失が抑制され、供給領域S2を流れる冷媒の流速を更に速くすることができる。 (4) The cross-sectional area of the supply region S2 monotonically decreases from the second end region E2 to the first end region E1. Thereby, the pressure loss of the refrigerant within the supply region S2 is suppressed, and the flow rate of the refrigerant flowing through the supply region S2 can be further increased.
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○供給領域S2の断面積は、供給領域S2を冷媒が流れる方向において、第2端領域E2から第1端領域E1に至るまで一定であってもよい。
The embodiment can be modified and implemented as follows. The embodiments and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
The cross-sectional area of the supply region S2 may be constant from the second end region E2 to the first end region E1 in the direction in which the refrigerant flows through the supply region S2.
○供給領域S2の第1端領域E1の断面積は、供給領域S2の第2端領域E2の断面積より大きくてもよい。
○供給領域S2の断面積は、第2端領域E2から第1端領域E1に向けて大きくなるようにしてもよい。
- The cross-sectional area of the first end region E1 of the supply region S2 may be larger than the cross-sectional area of the second end region E2 of the supply region S2.
The cross-sectional area of the supply region S2 may increase from the second end region E2 to the first end region E1.
○供給領域S2の第1端領域E1の断面積が、供給領域S2の第2端領域E2の断面積より小さければ、第2端領域E2と第1端領域E1との間の断面積は、どのような大きさであってもよい。例えば、第2端領域E2から第1端領域E1に向けて途中位置までは一定の断面積であり、途中位置から第1端領域E1に向けて断面積が小さくなってもよい。また、第2端領域E2と第1端領域E1との間に、第2端領域E2よりも断面積が大きくなる箇所があってもよい。 - If the cross-sectional area of the first end region E1 of the supply region S2 is smaller than the cross-sectional area of the second end region E2 of the supply region S2, the cross-sectional area between the second end region E2 and the first end region E1 is It can be any size. For example, the cross-sectional area may be constant from the second end region E2 to a position midway toward the first end region E1, and the cross-sectional area may become smaller from the midway position toward the first end region E1. Furthermore, there may be a portion between the second end region E2 and the first end region E1 that has a larger cross-sectional area than the second end region E2.
○区画壁51の長手方向の第2端部55は、第1の側壁24から離間していてもよい。この場合、区画壁51の長手方向の第2端部55と第1の側壁24との間には、供給領域S2と冷却領域S1とを連通させる開口部が区画される。これにより、供給口32から供給領域S2に流入する冷媒は減少し得るが、この場合であっても、区画壁51を設けない場合に比べて、冷却領域S1に冷媒が分散しにくい。従って、区画壁51を設けない場合に比べて、温度センサ61の配置自由度を向上させることができる。なお、開口部としては、接続流路A1よりも断面積が小さいことが好ましい。 The second end 55 of the partition wall 51 in the longitudinal direction may be spaced apart from the first side wall 24. In this case, an opening is defined between the second end 55 in the longitudinal direction of the partition wall 51 and the first side wall 24 to communicate the supply region S2 and the cooling region S1. Although this may reduce the amount of refrigerant flowing into the supply area S2 from the supply port 32, even in this case, the refrigerant is less likely to be dispersed in the cooling area S1 than when the partition wall 51 is not provided. Therefore, the degree of freedom in arranging the temperature sensor 61 can be improved compared to the case where the partition wall 51 is not provided. Note that it is preferable that the cross-sectional area of the opening is smaller than that of the connecting channel A1.
○冷却部21の区画壁51の短手方向の第1端部52は、第1の底壁22から離間していてもよい。この場合、区画壁51の短手方向の第1端部52と第1の底壁22との間には、供給領域S2と冷却領域S1とを連通させる開口部が区画される。これにより、供給口32から供給領域S2に流入する冷媒は減少し得るが、この場合であっても、区画壁51を設けない場合に比べて、冷却領域S1に冷媒が分散しにくい。従って、区画壁51を設けない場合に比べて、温度センサ61の配置自由度を向上させることができる。同様に、冷却部21の区画壁51の短手方向の第2端部53は、第2の底壁23から離間していてもよい。区画壁51は、冷却部21の壁部22~27のうち少なくともいずれかに接合されていればよい。 The first end 52 of the partition wall 51 of the cooling unit 21 in the lateral direction may be spaced apart from the first bottom wall 22. In this case, an opening is defined between the first end 52 of the partition wall 51 in the transverse direction and the first bottom wall 22, which allows the supply region S2 and the cooling region S1 to communicate with each other. Although this may reduce the amount of refrigerant flowing into the supply area S2 from the supply port 32, even in this case, the refrigerant is less likely to be dispersed in the cooling area S1 than when the partition wall 51 is not provided. Therefore, the degree of freedom in arranging the temperature sensor 61 can be improved compared to the case where the partition wall 51 is not provided. Similarly, the second end 53 of the partition wall 51 of the cooling unit 21 in the lateral direction may be spaced apart from the second bottom wall 23. The partition wall 51 may be joined to at least one of the walls 22 to 27 of the cooling section 21.
○接続流路A1と冷却領域S1との間には、冷却領域S1とは異なる領域が介在していてもよい。接続流路A1は、供給領域S2と冷却領域S1とを直接的に繋ぐ流路であってもよいし、供給領域S2と冷却領域S1とを冷却領域S1とは異なる領域を介して間接的に繋ぐ流路であってもよい。 ○A region different from the cooling region S1 may be interposed between the connection channel A1 and the cooling region S1. The connection flow path A1 may be a flow path that directly connects the supply area S2 and the cooling area S1, or may be a flow path that connects the supply area S2 and the cooling area S1 indirectly through an area different from the cooling area S1. It may also be a connecting channel.
○供給部31と排出部33とは、冷却部21の別々の壁部に設けられていてもよい。
○フィン41は、コルゲートフィンなど、どのような種類のものであってもよい。
○フィン41は、冷却領域S1に加えて供給領域S2及び排出領域S3に設けられていてもよい。
The supply section 31 and the discharge section 33 may be provided on separate walls of the cooling section 21.
The fins 41 may be of any type, such as corrugated fins.
The fins 41 may be provided in the supply area S2 and the discharge area S3 in addition to the cooling area S1.
○冷却器20は、車両以外に搭載されるものであってもよい。
○第2の底壁23に加えて、第1の底壁22や側壁24~27にも発熱体が搭載されていてもよい。
- The cooler 20 may be mounted on something other than the vehicle.
In addition to the second bottom wall 23, a heating element may be mounted on the first bottom wall 22 and the side walls 24 to 27.
○発熱体は、インバータ回路11でなくともよい。発熱体は、冷却器20に搭載可能であれば、任意の発熱体でよい。
○冷却器20には、インバータ回路11に加えて、インバータ回路11以外の発熱体が搭載されていてもよい。
○The heating element does not have to be the inverter circuit 11. The heating element may be any heating element as long as it can be mounted on the cooler 20.
In addition to the inverter circuit 11, the cooler 20 may be equipped with a heat generating element other than the inverter circuit 11.
○冷媒は、気体状のものであってもよい。 ○The refrigerant may be in a gaseous state.
A1…接続流路、E1…第1端領域、E2…第2端領域、S1…冷却領域、S2…供給領域、11…発熱体としてのインバータ回路、20…冷却器、21…冷却部、24…第1の側壁、25…第2の側壁、26…第3の側壁、31…供給部、33…排出部、41…フィン、51…区画壁、54…第1端部、55…第2端部、61…温度センサ。 A1... Connection flow path, E1... First end region, E2... Second end region, S1... Cooling region, S2... Supply region, 11... Inverter circuit as a heating element, 20... Cooler, 21... Cooling unit, 24 ...first side wall, 25...second side wall, 26...third side wall, 31...supply section, 33...discharge section, 41...fin, 51...dividing wall, 54...first end, 55...second End, 61...Temperature sensor.
Claims (4)
前記冷却部の内部に冷媒を供給する供給部と、
前記冷却部の内部から冷媒を排出する排出部と、
前記冷却部の内部に設けられたフィンと、
前記冷却部の内部に設けられ、前記供給部から離れる方向に延設する区画壁と、
前記冷却部の内部の領域であって前記フィンが設けられている冷却領域と、
前記冷却部の内部の領域であって、前記区画壁と、前記区画壁の厚さ方向に前記区画壁と離間する前記側壁とによって区画され、前記冷却領域と前記供給部との間に設けられる供給領域と、
前記冷媒の温度を検出する温度センサと、を備え、
前記区画壁の前記供給部とは反対側の端部と、前記側壁と、によって前記供給領域と前記冷却領域とを繋ぐ接続流路が区画され、
前記温度センサは、前記供給領域又は前記接続流路を通過する冷媒の温度を検出するように配置されている冷却器。 partitioned by a first bottom wall, a second bottom wall provided facing the first bottom wall, and a side wall extending between the first bottom wall and the second bottom wall. a cooling part through which a refrigerant flows;
a supply unit that supplies a refrigerant to the inside of the cooling unit;
a discharge section that discharges the refrigerant from inside the cooling section;
fins provided inside the cooling section;
a partition wall provided inside the cooling unit and extending in a direction away from the supply unit;
a cooling region that is an internal region of the cooling unit and in which the fins are provided;
A region inside the cooling section, partitioned by the partition wall and the side wall spaced apart from the partition wall in the thickness direction of the partition wall, and provided between the cooling region and the supply section. supply area and
A temperature sensor that detects the temperature of the refrigerant,
A connection flow path connecting the supply region and the cooling region is defined by the end of the partition wall opposite to the supply section and the side wall,
The temperature sensor is arranged to detect the temperature of the refrigerant passing through the supply area or the connection flow path.
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