(57)【要約】【課題】本発明は、放熱部内での液化冷媒の滞留を抑制することで、冷却のサイクルを安定的に繰り返し、冷却性能を低下させず、発熱体を冷却できる冷却装置を提供することを目的とする。【解決手段】作動流体１２に熱を伝える受熱板１１を備えた受熱部４と、作動流体１２の熱を放出する放熱部５と、受熱部４と放熱部５とを接続する放熱経路６と帰還経路７とを備え、作動流体１２を受熱部４、放熱経路６、放熱部５、帰還経路７、受熱部４へと循環させて熱の移動を行う冷却装置３であって、帰還経路７の受熱部４側には、受熱部４内に突出する流入管１９を備え、帰還経路７または流入管１９に逆止弁１８を設け、放熱部５は放熱フィン２０を貫通したヘアピン管２１を積層し、ヘアピン管２１内の作動流体１２の流路が下り勾配になるように設置し、ヘアピン管２１の湾曲部と対向する放熱フィン２０の空隙に遮蔽体を挿入している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体からの熱を作動流体に伝える受熱板を備えた受熱部と、
前記作動流体の熱を放出する放熱部と、
前記受熱部と前記放熱部とを接続する放熱経路と帰還経路とを備え、
前記作動流体を、前記受熱部、前記放熱経路、前記放熱部、前記帰還経路、前記受熱部へと循環させて熱の移動を行う冷却装置であって、
前記帰還経路と前記受熱部との接続部から前記受熱部内に突出する流入管を備え、
前記帰還経路または前記流入管に逆止弁を設け、
前記放熱部は複数の放熱フィンを有するヘアピン管を備え、
前記ヘアピン管は前記作動流体の流路が下り勾配になるように構成し、
前記ヘアピン管の湾曲部と対向する前記放熱フィンの空隙に遮蔽体を挿入した構成としたことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記遮蔽体は、前記放熱部を冷却する冷却空気の流入方向に対向して突出した突出部を有する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記遮蔽体は、前記突出部が突出する方向と逆方向に突出する他の突出部を有する構成としたことを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の冷却装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の冷却装置を備えたことを特徴とする電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置、これを搭載した電子機器、および電気自動車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の冷却装置は、電気自動車の電力変換回路に搭載されたものが知られている。電気自動車では、駆動動力源となる電動モータを電力変換回路であるインバータ回路でスイッチング駆動していた。インバータ回路には、パワートランジスタを代表とする半導体スイッチング素子が複数個使われていて、それぞれの素子に数十アンペアの大電流が流れていた。そのため半導体スイッチング素子は大きく発熱し、高性能な冷却装置が必要であった。そこで、従来は、スイッチング素子から発熱した熱を受熱する受熱部と、受熱部の上方に水平配管を有する放熱部と、受熱部と、放熱部を連結する循環経路を備えた沸騰冷却装置にて、スイッチング素子の冷却を行っていた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような従来の冷却装置では、半導体スイッチング素子に接触して受熱部内の液体冷媒を気化させることによる潜熱で、スイッチング素子からの熱を除去する方式を採用している。具体的には、気化した冷媒は、上方に配置した放熱器へ上昇後、放熱器内の壁面で冷却されて凝縮し再び液化する。次に、液化冷媒は、循環経路の管壁面を伝って下部へ移動し再び同素子からの熱を奪って気化するというサイクルを連続的に繰り返すことで冷却が継続されている。
【０００４】
一般に、高発熱量の発熱体である半導体スイッチング素子等を冷却する際に除去された熱は、最終的には、広い面積を有する放熱部から空気へ放熱する方法が採られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１３９３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような放熱部では、凝縮した液化冷媒が放熱部の水平配管内で滞留することにより、冷媒が循環せず上記のサイクルが回らなくなり、冷却性能が著しく低下するという課題を有していた。
【０００７】
そこで、本発明は、放熱部内での液化冷媒の滞留を抑制することで、冷却のサイクルを安定的に繰り返し、冷却性能を低下させず発熱体を冷却することができる冷却装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために、本発明は、発熱体からの熱を作動流体に伝える受熱板を備えた受熱部と、前記作動流体の熱を放出する放熱部と、前記受熱部と前記放熱部とを接続する放熱経路と帰還経路とを備え、前記作動流体を、前記受熱部、前記放熱経路、前記放熱部、前記帰還経路、前記受熱部へと循環させて熱の移動を行う冷却装置であって、前記帰還経路と前記受熱部との接続部から前記受熱部内に突出する流入管を備え、前記帰還経路または前記流入管に逆止弁を設け、前記放熱部は複数の放熱フィンを有するヘアピン管を備え、前記ヘアピン管は前記作動流体の流路が下り勾配になるように構成し、前記ヘアピン管の湾曲部と対向する前記放熱フィンの空隙に遮蔽体を挿入した構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発熱体からの熱を作動流体に伝える受熱板を備えた受熱部と、前記作動流体の熱を放出する放熱部と、前記受熱部と前記放熱部とを接続する放熱経路と帰還経路とを備え、前記作動流体を、前記受熱部、前記放熱経路、前記放熱部、前記帰還経路、前記受熱部へと循環させて熱の移動を行う冷却装置であって、前記帰還経路と前記受熱部との接続部から前記受熱部内に突出する流入管を備え、前記帰還経路または前記流入管に逆止弁を設け、前記放熱部は複数の放熱フィンを有するヘアピン管を備え、前記ヘアピン管は前記作動流体の流路が下り勾配になるように構成し、前記ヘアピン管の湾曲部と対向する前記放熱フィンの空隙に遮蔽体を挿入した構成としたことを特徴とするものであり、これにより、冷却性能を低下させずに発熱体を冷却することができる冷却装置を提供するものである。
【００１０】
すなわち、放熱部は複数の放熱フィンを有するヘアピン管を備え、このヘアピン管は作動流体の流路が下り勾配になるように構成することにより、ヘアピン管の管壁で冷却され凝縮した液化冷媒が滞留することなく下り勾配の流路に沿って下方に流れる。結果として、放熱部内での液化冷媒の滞留を抑制することで、冷却のサイクルを安定的に繰り返し、冷却性能を低下させず発熱体を冷却することができる冷却装置を提供するものである。
【００１１】
さらに、前記ヘアピン管の湾曲部と対向する前記放熱フィンの空隙に遮蔽体を挿入したことにより、放熱部を冷却する冷却空気が通過する部分における放熱フィンの空隙、すなわち、上方の放熱フィンの下端とその放熱フィンの下方の前記放熱フィンの上端に存在する空隙部が少なくなることで、冷却空気が圧損の少ない空隙部に偏って流入することがなく、放熱フィン間を効率よく通過することができる。冷却空気が放熱フィン間の空隙部に流入すると、冷却空気が放熱フィンから受熱することなく放熱部を通過してしまうため、冷却効率が低下することとなるが、上記の構成により冷却空気が放熱フィン間の空隙部に流入しないようにすることによって、冷却効率の低下を防ぐことができる。結果として、発熱体の冷却を連続して安定的に繰り返し、冷却性能を低下させず、発熱体を冷却できる冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１の電気自動車の概略図
【図２】同冷却装置を示す概略図
【図３】（ａ）同冷却装置の放熱部の加工前の構成図、（ｂ）同冷却装置の放熱部の加工後の構成図
【図４】同冷却装置の放熱部の放熱フィンと遮蔽体の詳細断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
発熱体からの熱を作動流体に伝える受熱板を備えた受熱部と、前記作動流体の熱を放出する放熱部と、前記受熱部と前記放熱部とを接続する放熱経路と帰還経路とを備え、前記作動流体を、前記受熱部、前記放熱経路、前記放熱部、前記帰還経路、前記受熱部へと循環させて熱の移動を行う冷却装置であって、前記帰還経路と前記受熱部側との接続部から前記受熱部内に突出する流入管を備え、前記帰還経路または前記流入管に逆止弁を設け、前記放熱部は複数の放熱フィンを有するヘアピン管を備え、前記ヘアピン管は前記作動流体の流路が下り勾配になるように構成し、前記ヘアピン管の湾曲部と対向する前記放熱フィンの空隙に遮蔽体を挿入した構成としたことにより、冷却性能を低下させずに発熱体を冷却することができる冷却装置を提供するものである。
【００１４】
すなわち、放熱部は複数の放熱フィンを有するヘアピン管を備え、このヘアピン管は作動流体の流路が下り勾配になるように構成することにより、ヘアピン管の管壁で冷却され凝縮した液化冷媒が滞留することなく下り勾配の流路に沿って下方に流れる。結果として、放熱部内での液化冷媒の滞留を抑制することで、冷却のサイクルを安定的に繰り返し、冷却性能を低下させず発熱体を冷却することができる冷却装置を提供するものである。
【００１５】
さらに、ヘアピン管の湾曲部と対向する前記放熱フィンの空隙に遮蔽体を挿入したことにより、放熱部を冷却する冷却空気が通過する部分における放熱フィンの空隙、すなわち、上方の放熱フィンの下端とその放熱フィンの下方の前記放熱フィンの上端に存在する空隙部が少なくなることで、冷却空気が圧損の少ない空隙部に偏って流入することがなく、放熱フィン間を効率よく通過することができる。冷却空気が放熱フィン間の空隙部に流入すると、冷却空気が放熱フィンから受熱することなく放熱部を通過してしまうため、冷却効率が低下することとなるが、上記の構成により冷却空気が放熱フィン間の空隙部に流入しないようにすることによって、冷却効率の低下を防ぐことができる。結果として発熱体の冷却を連続して安定的に繰り返し、冷却性能を低下させず、発熱体を冷却できる冷却装置を提供することができる。
【００１６】
また、前記遮蔽体は、前記放熱部を冷却する冷却空気の流入方向に対向して突出した突出部を有する構成としてもよい。この構成により、前記遮蔽体に向かう冷却空気は、前記遮蔽体の突出部に沿い滑らかに前記放熱フィン間へ流れることができる。よって、冷却空気は前記放熱フィン間を効率よく通過することができる。よって、冷却空気の移動による圧力損失が大きくなることがなく、前記放熱フィンを冷却する効率が下がることがなくなるので、その結果として発熱体の冷却を連続して安定的に繰り返し、冷却性能を低下させず、発熱体を冷却できる冷却装置を提供することができる。
【００１７】
また、前記遮蔽体は、前記突出部が突出する方向と逆方向に突出する他の突出部を有する構成としてもよい。この構成により、前記遮蔽体を挿入した放熱フィンのどちらから冷却空気を吸い込んでも、すなわち、冷却空気が流れる方向が逆になった場合であっても、冷却空気は、前記遮蔽体の突出部に沿い滑らかに前記放熱フィン間へ流れることができる。よって、冷却空気は前記放熱フィン間を効率よく通過することができる。よって、冷却空気の移動による圧力損失が大きくなることがなく、前記放熱フィンを冷却する効率が下がることがなくなるので、その結果として発熱体の冷却を連続して安定的に繰り返し、冷却性能を低下させず、発熱体を冷却できる冷却装置を提供することができる。
【００１８】
また、本発明の冷却装置を搭載した電子機器という構成にしてもよい。これにより、放熱フィンを冷却するときの効率が下がることがない冷却装置で発熱体の冷却を行なう電子機器とすることができる。
【００１９】
また、本発明の冷却装置を搭載した電気自動車という構成にしてもよい。これにより、放熱フィンを冷却するときの効率が下がることがない冷却装置で発熱体の冷却を行なう電気自動車とすることができる。
【００２０】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１に示すように、電気自動車１の車軸（図示せず）を駆動する電動機（図示せず）は、電気自動車１の内に配置した電力変換装置であるインバータ回路２に接続されている。
【００２２】
インバータ回路２は、電動機に電力を供給するもので、複数の半導体スイッチング素子（図２の１０）を備えており、この半導体スイッチング素子（図２の１０）が動作中に発熱する。このため、この半導体スイッチング素子（図２の１０）を冷却するために、冷却装置３を備えている。冷却装置３は、受熱部４と、この受熱部４で吸収した熱を放熱する放熱部５を備え、受熱部４と放熱部５の間で熱媒体となる作動流体（図２の１２で、例えば水）を循環させる放熱経路６と、帰還経路７を設けることで、受熱部４、放熱経路６、放熱部５、帰還経路７、前記受熱部４と循環する循環経路を構成している。
【００２３】
つまり、この循環経路においては、作動流体（図２の１２）が、気体（水の場合水蒸気）や液体及びその混合状態で、受熱部４、放熱経路６、放熱部５、帰還経路７、前記受熱部４と一方向に、循環するようになっている。
【００２４】
また、受熱部４は、図２に示すように、半導体スイッチング素子１０に接触させて熱を吸収する受熱板１１と、この受熱板１１の表面を覆い、流れ込んだ作動流体１２を蒸発させる受熱空間１３を形成する受熱板カバー１４とを備えている。
【００２５】
さらに、受熱板カバー１４には、受熱空間１３に液化した作動流体１２を流し込む流入口１５と、受熱空間１３から作動流体１２を気体にして排出する排出口１６が設けられている。すなわち、受熱板カバー１４の上面または側面に、流入口１５と排出口１６を設けており、流入口１５には帰還経路７を接続し、また排出口１６には放熱経路６を接続している。
【００２６】
さらに、帰還経路７の受熱部４側には、受熱部４内に作動流体１２を供給する流入管１９を、受熱空間１３内に突出させた状態で接続する。流入管１９は、帰還経路７を受熱部４内に突入させた帰還経路７を延長したものであってもよいし、帰還経路７とは別部材の流入管１９を帰還経路７に接続したものであってもよい。また、受熱部４の流入口１５と、前記流入管１９の接続部に逆止弁１８を設けている。逆止弁１８は、受熱部４の近傍であれば帰還経路７または流入管１９に設けてもよい。
【００２７】
放熱部５は、図３（ａ）に示すように、外気に熱を放出する放熱フィン２０を有するヘアピン管２１を備えており、例えばアルミニウムを短冊状に薄く形成した放熱フィン２０は所定の間隔をあけて積層されている。そして、この放熱フィン２０の表面に送風機９から外気を送風することで、放熱をさせている。なお、この放熱フィン２０の表面からの放熱は、電気自動車１車内の暖房に活用することも出来る。また、放熱部５は、図３（ａ）の放熱フィン２０に設けた各切欠部の僅かなつなぎ部を切断し、図３（ｂ）に示すように、２本の直管をＶ字方向に拡げる（ヘアピン管２１の両端を上下に広げる）ことにより作成する。すなわち、放熱部５は、上端を放熱経路６に、下端を帰還経路７に接続することにより、作動流体の流路が下り勾配になるように設置している。また、ヘアピン管２１の湾曲部と対向する放熱フィン２０の空隙、すなわち、放熱フィン２０の下端と、下方に配置された放熱フィン２０の上端との水平方向から見た空隙に、遮蔽体２８を挿入した構成としたことにより、冷却空気が通行する部分における上方の放熱フィン２０の下端と下方の放熱フィン２０の上端に存在する空隙部が少なくなることで、冷却空気が圧損の少ない空隙部に偏って流入することがなく、放熱フィン２０間を効率よく通過することができる。冷却空気が放熱フィン２０間の空隙部に流入すると、冷却空気が放熱フィン２０から受熱することなく放熱部５を通過してしまうため、冷却効率が低下することとなるが、上記の構成により冷却空気が放熱フィン２０間の空隙部に流入しないようにすることによって、冷却効率の低下を防ぐことができる。結果として、発熱体である半導体スイッチング素子１０の冷却を連続して安定的に繰り返し、冷却性能を低下させず、発熱体を冷却できる冷却装置３となる。
【００２８】
また、遮蔽体２８は、放熱部５を冷却する冷却空気の流入方向に対向して突出した突出部３０を有する構成としてもよい。この構成により、遮蔽体２８に向かう冷却空気は、遮蔽体２８の突出部３０に沿い滑らかに放熱フィン２０間へ流れることができる。よって、冷却空気は放熱フィン２０間を効率よく通過することができる。よって、冷却空気の移動による圧力損失が大きくなることがなく、放熱フィン２０を冷却する効率が下がることがなくなるので、その結果として発熱体の冷却を連続して安定的に繰り返し、冷却性能を低下させず、発熱体を冷却できる冷却装置３を提供することができる。
【００２９】
また、遮蔽体２８は、突出部３０が突出する方向と逆方向に突出する他の突出部３０を有する構成としてもよい。この構成により、遮蔽体２８を挿入した放熱フィン２０のどちらから冷却空気を吸い込んでも、すなわち、冷却空気が流れる方向が逆になった場合であっても、冷却空気は、遮蔽体２８の突出部３０に沿い滑らかに放熱フィン２０間へ流れることができる。よって、冷却空気は放熱フィン２０間を効率よく通過することができる。よって、冷却空気の移動による圧力損失が大きくなることがなく、放熱フィン２０を冷却する効率が下がることがなくなるので、その結果として発熱体の冷却を連続して安定的に繰り返し、冷却性能を低下させず、発熱体を冷却できる冷却装置３を提供することができる。
【００３０】
このような構成による冷却装置３の作用について説明する。
【００３１】
上記構成において、インバータ回路２の半導体スイッチング素子１０が動作を開始すると電動機に電力が供給されて、電気自動車１は、動き出すこととなる。このとき、半導体スイッチング素子１０には大電流が流れることになり、少なくとも全電力の数％が損失となって大きく発熱する。一方で、半導体スイッチング素子１０から発される熱は、受熱空間１３の受熱板１１上に供給された作動流体１２が、一瞬にして気化するときの潜熱によって除去され、次に、この蒸気が、排出口１６から放熱経路６へと流れ、放熱部５内での凝縮により放熱フィン２０から熱を外気に放出し、液化する。放熱部５内で液化した作動流体１２は、帰還経路７へと流れ、流入口１５の逆止弁１８上に溜まることとなる。液化した作動流体１２は、徐々に帰還経路７内で増加する一方、受熱空間１３内の圧力は、作動流体１２の気化に伴って逆に減少してくる。この受熱空間１３内の圧力が、逆止弁１８上に溜まった作動流体１２の水頭圧よりも小さくなった時に、逆止弁１８が押され、再び受熱空間１３内の受熱板１１上へ作動流体１２が供給される。このようにして作動流体１２が冷却装置３内を循環することで、半導体スイッチング素子１０の冷却を行なうことになる。
【００３２】
ここで、受熱空間１３内の冷却のメカニズムについて説明を加える。
【００３３】
受熱空間１３内では、帰還経路７からの作動流体１２は、流入管１９から受熱板１１上に液滴となって滴下される。滴下した作動流体１２は、流入管１９の端部開口と受熱板１１の隙間から外周部へ拡散される。このとき受熱板１１の表面には、放射状に流路が拡大する形状にしており、作動流体１２は、薄い液膜として受熱板１１上に広がる。受熱板１１の裏面側は、半導体スイッチング素子１０に接触しているので、薄い液膜となった作動流体１２は、一瞬にして気化することになる。
【００３４】
例えば、作動流体１２を水として、受熱空間１３を含む循環経路内の気圧を大気圧よりも低く設定した場合、大気圧中の水の沸騰に比べて低い温度で気化させることができる。
【００３５】
本実施の形態のように、気圧を−９７ｋＰａにして、循環経路内を飽和状態にしておくことで、外気温に応じた沸騰温度が決定され容易に水を気化させることができ、このときに半導体スイッチング素子１０の熱を奪い、冷却することができる。
【００３６】
また、作動流体１２が気化するときに受熱空間１３内の圧力が増加するが、逆止弁１８の作用により作動流体１２は逆流して帰還経路７側へ戻ることはなく、確実に排出口１６から放熱経路６へ放出させることができる。このように冷却装置３を動作させることで、規則的な受熱と放熱のサイクルができ、連続して作動流体１２を受熱空間１３内で気化させて半導体スイッチング素子１０の冷却を行なうことができ、大きな冷却効果を得ることができる。
【００３７】
通常、放熱部５内では作動流体１２が気相と液相の混合状態でヘアピン管２１に流入し、ヘアピン管２１の最下端、すなわち帰還経路７との接続部の直前では完全に液化し、帰還経路７へと流れ、流入口１５の逆止弁１８上に溜まる。
【００３８】
前述したように、放熱部５は、図３（ｂ）に示すように、上端を放熱経路６に、下端を帰還経路７に接続することにより、ヘアピン管２１内の作動流体１２の流路が下り勾配になるように設置している。下り勾配にする理由は、ヘアピン管２１が水平の場合、液化した作動流体１２がヘアピン管２１内に滞留してしまい（特に、水の場合、管内壁に付着しやすいため）、帰還経路７に流れなくなる恐れがあるためで、低い外気温である時には、液化が促進されヘアピン管２１の上端側で滞留が発生しやすく、この構成とすることは特に有効である。さらにその下り勾配は、上から下に向かい、その勾配、すなわち傾斜角がθ１＜θ２＜θ３となるように構成している。液化した作動流体１２がヘアピン管２１内に滞留しにくくするには、傾斜角は一定で大きくすればよいが、図３（ａ）（ｂ）から明らかなように、冷却装置３の大きさを考慮した場合、勾配をつけないほうが小型で好ましいため、作動流体１２が気液混合状態で気体の量が多い上端側のヘアピン管２１内では、液化した水も圧力により流れやすく傾斜角を小さくでき、冷却装置３の大型化の低減には有効である。一方、気体の量が少ない下端側のヘアピン管２１内での作動流体１２の流れは重力の影響が大きく、傾斜角も大きくする必要があるため、重力の影響が上から下に向かうにつれて大きくなるように、傾斜角も順に大きくしている。
【００３９】
次に、図３（ｂ）に示す放熱部は、以下のように簡単に製造することができる。
【００４０】
図３（ａ）に示すように、放熱フィン２０には、例えばアルミニウムの細長い方形状の板体に前記ヘアピン管２１を貫通させる貫通孔２３を複数設け、貫通孔２３と隣の貫通孔２３との間に、板体の短手方向の中央部に短手方向に細長い切欠部２４を設けている。そして、ヘアピン管２１は直管と湾曲管とで構成され、複数の板体を所定の間隔をあけて貫通孔２３が連なるように並べ、連なった貫通孔２３に直管を各々貫通させ、直管と隣の直管の端部を湾曲管の両端と接続し、複数の板体のつなぎ部２７を例えば円盤カッターで切り離し、２本の直管をＶ字方向に拡げることにより放熱フィン２０を形成し製造する。さらに、放熱フィン２０の下端と、下方に配置された放熱フィン２０の上端との水平方向から見た空間に、あらかじめ形作った遮蔽体２８を挿入する。図４には冷却空気２９が遮蔽体２８と放熱フィン２０の間を通過する様子を示した図である。冷却空気２９は、放熱フィン２０間へ流入すると、遮蔽体２８に衝突するが、遮蔽体２８の楔形部分に沿って移動し、放熱フィン２０間を通過することができる。また、遮蔽体２８は、図４に示したような楔型を組合せた形状でもよい。この構成により、冷却空気２９の流入方向が入れ替わっっても同様の効果が得られることとなる。
【００４１】
以上のように、放熱部５のヘアピン管２１内の作動流体１２の流路が下り勾配になるように設置したことにより、ヘアピン管２１内での作動流体１２の滞留を抑制でき、作動流体１２が冷却装置３内を連続的に循環することが可能となり、半導体スイッチング素子１０の冷却を安定して連続的に行なうことができる。さらに、放熱部５内に滞留する作動流体１２の量を低減できるので、初期に冷却装置３内に封入する作動流体１２の量を低減できるとともに、貯留タンク等を設ける場合には、この貯留タンク容量も小さくでき、冷却装置３の小型化、軽量化という効果を創出できる。さらに、流路の下がり勾配を持つ放熱部５の製造は、放熱フィン２０の切欠部２４の間の僅かなつなぎ部２７を切断し、２本の直管をＶ字方向に拡げ、まだ簡単な構造の遮蔽体を挿入することで、簡単に製造でき、放熱フィンを冷却する効率が下がることがなくなるので、その結果として発熱体の冷却を連続して安定的に繰り返し、冷却性能を低下させず、発熱体を冷却できる冷却装置を提供することができる。
【００４２】
なお、上記実施形態においては、冷却装置３を電気自動車１に適用したものを説明したが、電気とガソリン併用のハイブリッド型の自動車にも適用でき、さらに電力変換装置であるインバータ回路２は電子機器でもあり、電子機器に冷却装置３を適用することも出来る。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明にかかる冷却装置は、冷媒となる作動流体の循環経路を、受熱部、放熱経路、放熱部、帰還経路、前記受熱部とすることで、作動流体の循環方向を一方向とすると共に、前記帰還経路の受熱部側に、前記受熱部内に前記作動流体を供給する流入管を接続し、前記受熱部と前記流入管の接続部に逆止弁を設けることで、受熱部内で作動流体を急激に気化させ、その受熱板部分において作動流体を勢い良く移動させることができ、その結果として伝熱面における伝熱効率を高め、冷却効果を高めることができる。
【００４４】
また、本発明においては、前記放熱部内での前記作動流体の流路が下り勾配になるように構成したものであり、前記放熱部は、放熱フィンを有するヘアピン管で構成し、前記放熱フィンの下端と、下方に配置された放熱フィンの上端との水平方向から見た空間に、遮蔽体を挿入する構成としたことにより、前記放熱フィンの冷却の効率が下がることがなくなる。
【００４５】
このため、電気自動車の駆動装置としての電力変換装置に使用されるパワー半導体、高い発熱量を有するＣＰＵなどの冷却に有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１    電気自動車
２    インバータ回路
３    冷却装置
４    受熱部
５    放熱部
６    放熱経路
７    帰還経路
９    送風機
１０    半導体スイッチング素子
１１    受熱板
１２    作動流体
１３    受熱空間
１４    受熱板カバー
１５    流入口
１６    排出口
１８    逆止弁
１９    流入管
２０    放熱フィン
２１    ヘアピン管
２３    貫通孔
２４    切欠部
２７    つなぎ部
２８    遮蔽体
２９    冷却空気
３０    突出部
【図１】
2017096589.tif 000003
【図２】
2017096589.tif 000004
【図３】
2017096589.tif 000005
【図４】
2017096589.tif 000006