双面冷却器的制作方法

文档序号:14557562阅读:149来源:国知局
双面冷却器的制作方法

本说明书公开的技术涉及制冷剂在相对的第1冷却板与第2冷却板之间流动并且在各冷却板的外表面安装发热体的双面冷却器。



背景技术:

已知有如下类型的冷却器:为了对半导体模块和/或电子部件进行冷却,朝向安装了半导体模块等发热体的冷却板的内表面喷出制冷剂。这样的冷却器被称为碰撞喷流型的冷却器。提出了一种如下碰撞喷流型的双面冷却器:在相对的两块冷却板各自的外表面安装发热体,对各冷却板的内表面喷制冷剂。

例如,在日本特开2015-133420号公报(专利文献1)、日本特开2015-149361号公报(专利文献2)中公开了这样的双面冷却器。专利文献1、2的双面冷却器具备以下的构造。相对的一对冷却板之间的制冷剂流路通过两块中板在冷却板的法线方向上被分割为三层。向中央的空间供给制冷剂。在各中板设置有朝向外侧的冷却板喷出制冷剂的喷嘴。供给到中央的空间的制冷剂从各中板的喷嘴朝向与各中板面对面的冷却板喷出。



技术实现要素:

在专利文献1、2中任一方中的双面冷却器中,均是相对的冷却板之间的空间通过两块中板在冷却板的法线方向上被分割为三层,且在各中板设置有喷嘴。因此,一对冷却板之间的距离(冷却器的厚度)变大。本说明书提供一种减小碰撞喷流型的双面冷却器的厚度的技术。

本说明书公开的双面冷却器是制冷剂在相对的第1冷却板与第2冷却板之间流动并且在各冷却板的外表面安装发热体的冷却器。在从第1冷却板的法线方向观察时,在双面冷却器的一端设置有制冷剂的供给口,并且在双面冷却器的另一端设置有制冷剂的排出口。第1冷却板与第2冷却板之间的制冷剂流路在与从制冷剂的供给口朝向排出口的制冷剂的流动方向和上述的法线方向这双方正交的流路宽度方向上被分割为多个窄的流路。以下,将被分割得到的一个一个窄的流路称为分割流路。至少一个分割流路具备第1中板、第1上游封闭板以及第1下游封闭板。第1中板将分割流路的内部空间区划为第1冷却板侧的空间和第2冷却板侧的空间,并且设置有从第1冷却板的空间朝向第2冷却板喷出制冷剂的第1喷嘴。第1上游封闭板在第1喷嘴的供给口侧对第2冷却板侧的空间进行封堵。第1下游封闭板在第1喷嘴的排出口侧对第1冷却板侧的空间进行封堵。其他的至少一个分割流路具备第2中板、第2上游封闭板以及第2下游封闭板。第2中板将分割流路的内部空间区划为第1冷却板侧的空间和第2冷却板侧的空间,并且设置有从第2冷却板侧的空间朝向第1冷却板喷出制冷剂的第2喷嘴。第2上游封闭板在第2喷嘴的供给口侧对第1冷却板侧的空间进行封堵。第2下游封闭板在第2喷嘴的排出口侧对第2冷却板侧的空间进行封堵。并且,第1中板和第2中板在流路宽度方向上排列。

本说明书公开的双面冷却器将制冷剂流路在流路宽度方向上分割为多个窄的流路(分割流路)。在至少一个分割流路中,朝向第2冷却板喷出制冷剂,来提高对于安装于第2冷却板的发热体的冷却性能。在其他的至少一个分割流路中,朝向第1冷却板喷出制冷剂,来提高对于安装于第1冷却板的发热体的冷却性能。在各分割流路中,一对冷却板之间的空间被分割为2层。在该双面冷却器中,无需将一对冷却板之间的制冷剂流路在冷却板的法线方向上分割为3层。因此,能够减小双面冷却器的厚度(一对冷却板之间的距离)。

本说明书公开的双面冷却器可以进一步具备以下的特征。第1冷却板与第2冷却板之间的制冷剂流路沿着流动方向被分割为上游部分和下游部分。在至少一个分割流路的上游部分设置有第1中板、第1上游封闭板以及第1下游封闭板,并且在下游部分设置有第2中板、第2上游封闭板以及第2下游封闭板。在其他的至少一个分割流路的上游部分设置有第2中板、第2上游封闭板以及第2下游封闭板,并且在下游部分设置有第1中板、第1上游封闭板以及第1下游封闭板。现在,着眼于在上游部分设置有第1中板的分割流路。在该分割流路的上游部分,朝向第2冷却板喷出制冷剂。被喷出了的制冷剂沿着第2冷却板向下游流动。制冷剂原封不动地向由下游部分的第2中板分隔出的第2冷却板侧的空间流入。并且,制冷剂朝向相反侧的第1中板喷出。在上游部分设置有第2中板的分割流路中,在上游部分朝向第1冷却板喷出了的制冷剂沿着第1冷却板向下游流动。制冷剂原封不动地向在下游部分由第1中板分隔出的第1冷却板侧的空间流入。并且,制冷剂朝向相反侧的第2冷却板喷出。这样的双面冷却器在上游部分和下游部分两次朝向冷却板喷出制冷剂。而且,在从分割流路的上游部分向分割流路的下游部分移动时制冷剂不在冷却板的法线方向上蜿蜒,制冷剂顺畅地流动。因此,能够抑制分割流路中的损失的增加。上述形态的双面冷却器能够抑制制冷剂流路中的损失的增加,并且能够使制冷剂喷出两次,能够期待冷却性能的进一步提高。

另外,在将制冷剂流路分为了上游部分和下游部分的双面冷却器中,在上游部分与第1冷却板碰撞了的制冷剂在下游部分与第2冷却板碰撞。在上游部分与第2冷却板碰撞了的制冷剂在下游部分与第1冷却板碰撞。这点在安装于第1冷却板的发热体和安装于第2冷却板的发热体的发热量不同的情况下赋予以下的优点。例如,考虑安装于第1冷却板的发热体的发热量比安装于第2冷却板的发热体的发热量大的情况。在上游部分与第1冷却板碰撞了的制冷剂的温度比在上游部分与第2冷却板碰撞了的制冷剂的温度高。在下游部分,温度高的一侧的制冷剂与第2冷却板碰撞,温度低的一侧的制冷剂与第1冷却板碰撞。因此,对于安装于第1冷却板的发热体的冷却性能提高。在下游部分温度高的一侧的制冷剂与安装了发热量较小的发热体的第2冷却板碰撞。上述的双面冷却器在两面的发热体的发热量不同的情况下,在下游部分,温度低的制冷剂与发热量大的一侧的冷却板碰撞。因此,上述构造的双面冷却器能够高效地冷却两面各自的发热体。

本说明书公开的双面冷却器可以进一步在上游部分与下游部分的分界设置有将在流路宽度方向上相邻的分割流路互相连通的连通空间。在连通空间,相邻的分割流路的制冷剂能够互相进行热交换。因而,在下游部分,可实现制冷剂温度的均匀化。

在本说明书公开的双面冷却器中,可以是,第1中板和第2中板在流路宽度方向上交替地排列。利用该构造,可在流路宽度方向上实现冷却性能的均匀化。本说明书公开的技术的详细情况和进一步的改良在以下的“具体实施方式”中进行说明。

附图说明

图1是使用了实施例的冷却器的层叠单元的立体图。

图2是将第1实施例的冷却器和其两侧的半导体模块的层叠体以图1的xz平面切断得到的剖视图。

图3是将第1冷却板拆下了的冷却器的俯视图。

图4(a)是以图3的iva-iva线切断得到的剖视图,图4(b)是以图3的ivb-ivb线切断得到的剖视图。

图5(a)是分割流路3a的示意性的立体图。图5(b)是分割流路3b的示意性的立体图。

图6是与图2相当的冷却器的剖视图,且是说明制冷剂的流动的剖视图。

图7(a)、图7(b)是变形例的冷却器的剖视图。

图8(a)、图8(b)是另一变形例的冷却器的剖视图。

图9(a)、图9(b)是第2实施例的冷却器的剖视图。

图10是将第1冷却板拆下了的第3实施例的冷却器的俯视图。

图11(a)、图11(b)是第3实施例的冷却器的剖视图。

图12是又一变形例的冷却器的示意性的立体图。

具体实施方式

(第1实施例)参照附图说明实施例的双面冷却器。首先,在图1中,示出使用了实施例的双面冷却器的层叠单元10的立体图。层叠单元10是将多个半导体模块50和多个冷却器2a-2g层叠而成的单元。在图1中,为了帮助理解,将一个半导体模块50从层叠单元10抽出进行描绘。一个半导体模块50的主体为通过树脂的注射模塑成形制造的树脂封装(英文:package)51,在该树脂封装51密封有两个晶体管芯片。层叠单元10用作电压转换器和/或逆变器等电力变换器的主要部件。以下,有时在不进行区别地示出多个冷却器2a-2g时记作冷却器2。

半导体模块50为平板状,在树脂封装51的宽度宽的面露出了散热板52。也在图1中看不见的相反侧的宽度宽的面露出了散热板。在层叠单元10中,多个冷却器2平行地排列,在相邻的冷却器之间夹着半导体模块50。此外,在半导体模块50与冷却器2之间夹着绝缘板55。各半导体模块50从其两面被冷却。

在层叠单元10的层叠方向上的一端的冷却器2a连接有制冷剂供给管61和制冷剂排出管62。相邻的冷却器2用两根连结管(供给连结管63和排出连结管64)连结。冷却器2在内部形成有制冷剂流路,供给连结管63和排出连结管64将相邻的冷却器2的制冷剂流路连通。供给连结管63位于半导体模块50的一方的侧方,排出连结管64位于半导体模块50的另一方的侧方。制冷剂供给管61和供给连结管63配置成在从层叠方向(图中的x方向)观察时重叠。制冷剂排出管62和排出连结管64也配置成在从层叠方向观察时重叠。制冷剂供给管61和制冷剂排出管62连接于未图示的制冷剂循环器。从制冷剂循环器供给的制冷剂通过制冷剂供给管61以及供给连结管63向所有的冷却器2分配。制冷剂在冷却器2中的制冷剂流路流动的期间从相邻的半导体模块50吸收热。吸收了热的制冷剂通过排出连结管64和制冷剂排出管62向制冷剂循环器返回。此外,制冷剂为液体,例如水或者llc(longlifecoolant:长效冷却液)。

参照图2-图6说明冷却器2的构造。此外,在除了层叠方向上的两端的冷却器2a和冷却器2g以外的冷却器2b―2f,作为冷却对象的半导体模块50与这些冷却器的双面抵接。冷却器2b-2f是能够冷却安装于两面中的每一面的发热体的双面冷却器。以下,将在两侧相接了半导体模块50的冷却器2b-2f作为对象,将这些冷却器2b-2f中的一个记作冷却器2。

在图2中,示出将一个冷却器2和其两侧的半导体模块50的层叠体以图1的xz平面切断得到的剖视图。冷却器2为扁平,半导体模块50与相对的一对冷却板(第1冷却板41和第2冷却板42)各自的外表面抵接。两面的半导体模块50(更准确而言是半导体模块50中的晶体管芯片)为冷却对象的发热体。第1冷却板41与第2冷却板42之间与供液体的制冷剂流动的制冷剂流路相当。在图3中,示出将第1冷却板41拆下了的冷却器2的俯视图。此外,图2与沿着图3的ii-ii线的剖视图相当。

如图3所示,在冷却器2的图中的y方向上的一端设置有制冷剂的供给口43,在冷却器2的图中的y方向上的另一端设置有制冷剂的排出口44。在供给口43连接有图1所示的供给连结管63,在排出口44连接有排出连结管64。制冷剂被从供给口43供给,并在冷却器2的制冷剂流路流动,且从排出口44排出。

第1冷却板41与第2冷却板42之间的制冷剂流路通过多个分隔板33沿着图中的z方向被分割为多个分割流路3a-3f。分割流路3a-3f在图中的y方向上延伸。在图4中,示出将冷却器2与其两侧的半导体模块50相接而成的层叠体以图1的xy平面切断得到的剖视图。图4(a)与沿着图2的俯视图中的iva-iva线的截面相当。图4(b)与沿着图2的俯视图中的ivb-ivb线的截面相当。图4(a)与分割流路3a的截面相当,图4(b)与分割流路3b的截面相当。此外,为了帮助理解,图2是仅在z方向上将冷却器2放大得到的图。

制冷剂从供给口43朝向排出口44流动。图中的y方向与制冷剂的流动方向相当。x方向与第1冷却板41和第2冷却板42的法线方向相当。将与流动方向(y方向)和法线方向(x方向)这双方正交的方向(z方向)称为流路宽度方向。第1冷却板41与第2冷却板42之间的制冷剂流路在流路宽度方向上被分割为多个分割流路3a-3f。

参照图2和图4,首先说明半导体模块50的内部构造。半导体模块50在树脂封装51的内部将2个晶体管芯片53a、53b密封。晶体管芯片53a、53b为平板型,在一方的面连接有散热板52,另一方的面经由铜块54连接有散热板52。晶体管芯片53a、53b的热直接或者经由铜块54向散热板52传递。散热板52在树脂封装51的表面露出,并经由绝缘板55与冷却器2热相接。晶体管芯片53a、53b的热被通过冷却器2的内部的制冷剂吸收。

接着,主要参照图4(a),说明分割流路3a的内部构造。在图4(a)中粗箭头线示出制冷剂的流动。图中的左侧与制冷剂流的上游相当,图中的右侧与制冷剂流的下游相当。在图5(a)中示出分割流路3a的示意性的立体图,所以配合着进行参照。在图5(a)中,第1冷却板41和跟前侧的分隔板33省略了图示。

在分割流路3a的内部设置有第1中板34、第1上游封闭板34a以及第1下游封闭板34b。第1中板34将分割流路3a的内部空间区划为第1冷却板41侧的空间(第1空间31)和第2冷却板42侧的空间(第2空间32)。在第1中板34设置有在流动方向上细长的第1喷嘴36(也可参照图3)。第1喷嘴36从第1中板34朝向第2冷却板42突出(也可参照图2)。在第2冷却板42的与第1喷嘴36相对的范围设置有多个翅片(英文:fin)37。第1喷嘴36的顶端与翅片37的顶端相接。

第1上游封闭板34a在第1喷嘴36的上游侧(即,供给口43侧)对第2空间32进行封堵。第1下游封闭板34b在第1喷嘴36的下游侧(即,排出口44侧)对第1空间31进行封堵。

说明分割流路3a中的制冷剂的流动。从制冷剂的供给口43进入了的制冷剂向第1空间31侵入。此外,由于第2空间32的上游端由第1上游封闭板34a封堵,所以从制冷剂供给口43进入了的制冷剂不会直接向第2空间32侵入。进入到第1空间31的制冷剂通过第1喷嘴36朝向第2冷却板42喷出。制冷剂从相邻的翅片37之间通过并与第2冷却板42碰撞。在第2冷却板42弹回了的制冷剂从第1喷嘴36的外侧通过,在第2空间32向下游流动,并从制冷剂排出口44排出。此外,在图6中,示出对从第1喷嘴36喷出了的制冷剂与冷却板41、42碰撞并弹回的情形示意性地进行描绘了的剖视图。图6是在图2中去掉半导体模块50得到的剖视图。图6中的粗箭头线示出了制冷剂的流动。

在分割流路3a中,制冷剂在沿着第1冷却板41进入第1空间31的期间通过第1冷却板41而吸收图4(a)的上侧的半导体模块50的热。制冷剂在通过第1喷嘴36喷出、且从相邻的翅片37之间通过并与第2冷却板42碰撞而弹回的期间,通过第2冷却板42和翅片37而从图4(a)的下侧的半导体模块50吸收热。制冷剂与第2冷却板42碰撞而产生紊流。由于在制冷剂产生紊流,所以可从第2冷却板42和翅片37吸收大量的热。通过使制冷剂与第2冷却板42碰撞,从而在分割流路3a中,能够对于图4(a)的下侧的半导体模块50获得高的冷却效果。

此外,在分割流路3a中,第1中板34以越往下游而第1空间31的流路截面积越小的方式相对于第1冷却板41倾斜。这与越往下游而第1空间31的制冷剂量越减少的情况相对应。

接着,主要参照图4(b)说明分割流路3b的内部构造。在图4(b)中粗箭头线示出制冷剂的流动,图中的左侧与制冷剂流的上游相当,图中的右侧与制冷剂流的下游相当。在图5(b)中示出了分割流路3b的示意性的立体图,所以配合着进行参照。在图5(b)中,第1冷却板41、翅片37以及跟前侧的分隔板33省略了图示。分割流路3b具有使分割流路3a的内部构造在冷却板41、42的法线方向(x方向)上反转了的构造。

在分割流路3b的内部设置有第2中板35、第2上游封闭板35a以及第2下游封闭板35b。第2中板35将分割流路3b的内部空间区划为第1冷却板41侧的空间(第1空间31)和第2冷却板42侧的空间(第2空间32)。在第2中板35设置有在流动方向上细长的第2喷嘴38(也可参照图3)。第2喷嘴38从第2中板35朝向第1冷却板41突出(也可参照图2)。在第1冷却板41的与第2喷嘴38相对的范围设置有多个翅片37。第2喷嘴38的顶端与翅片37的顶端相接。

第2上游封闭板35a在第2喷嘴38的上游侧(即,供给口43侧)对第1空间31进行封堵。第2下游封闭板35b在第2喷嘴38的下游侧(即,排出口44侧)对第2空间32进行封堵。

说明分割流路3b中的制冷剂的流动。从制冷剂的供给口43进入了的制冷剂向第2空间32侵入。此外,由于第1空间31的上游端由第2上游封闭部35a封堵,所以从供给口43进入了的制冷剂不会直接向第1空间31侵入。进入到第2空间32的制冷剂通过第2喷嘴38朝向第1冷却板41喷出。制冷剂从相邻的翅片37之间通过并与第1冷却板41碰撞。制冷剂在第1冷却板41弹回(参照图6)。在第1冷却板41弹回了的制冷剂从第2喷嘴38的外侧通过,在第1空间31向下游流动,并从排出口44排出。

在分割流路3b中,制冷剂在沿着第2冷却板42进入第2空间32的期间通过第2冷却板42而吸收图4(b)的下侧的半导体模块50的热。制冷剂在通过第2喷嘴38喷出、且从相邻的翅片37之间通过并与第1冷却板41碰撞而弹回的期间,通过第1冷却板41和翅片37而从图4(b)的上侧的半导体模块50吸收热。制冷剂与第1冷却板41碰撞而产生紊流。由于在制冷剂产生紊流,所以可从第1冷却板41和翅片37吸收大量的热。通过使制冷剂与第1冷却板41碰撞,所以在分割流路3b中,能够对于图中上侧的半导体模块50获得高的冷却效果。

在分割流路3b中,第2中板35以越往下游而第2空间32的流路截面积越小的方式倾斜。这点与越往下游而第2空间32中的制冷剂量越减少的情形相对应。

具备第1中板34、第1上游封闭板34a以及第1下游封闭板34b的分割流路3a构成对第2冷却板42喷出制冷剂的碰撞喷流型的冷却器。具备第2中板35、第2上游封闭板35a以及第2下游封闭板35b的分割流路3b构成向第1冷却板41喷出制冷剂的碰撞喷流型的冷却器。如图2和图3所示,在分割流路3c、3e,与分割流路3a同样地配置有第1中板34。在分割流路3d、3f,与分割流路3b同样地配置有第2中板35。虽然在图中未示出,但是在分割流路3c、3e,与分割流路3a同样地也设置有第1上游封闭板34a和第1下游封闭板34b。另外,在分割流路3d、3f,与分割流路3b同样地也设置有第2上游封闭板35a和第2下游封闭板35b。此外,在图2中,仅在分割流路3a、3b中对中板和喷嘴标注了附图标记。对分割流路3c-3f的中板和喷嘴省略了附图标记。在示出冷却器2的与图2相同的截面的图6中,对所有的分割流路标注了附图标记,所以可供参照。

分割流路3a、3c、3e与朝向第2冷却板42喷出制冷剂的碰撞喷流型的冷却器相当,分割流路3b、3d、3f与朝向第1冷却板41喷出制冷剂的碰撞喷流型的冷却器相当。实施例的冷却器2将第1、第2冷却板41、42之间的制冷剂流路分割为多个细长的碰撞喷流型的冷却器,使其中几个冷却器朝向一方的冷却板,使剩余的冷却器朝向另一方的冷却板,对两面进行冷却。在实施例的冷却器2中,由于无需将一对冷却板之间的制冷剂流路分为3层,所以能够减小冷却器的厚度(一对冷却板之间的距离)。

如图3所示,在冷却器2中,第1中板34和第2中板35在流路宽度方向(图中的z方向)上排列。而且,在图3的形态中,更详细而言,在分割为多个分割流路3a-3f的制冷剂流路中,第1中板34和第2中板35在流路宽度方向(z方向)上交替地排列。通过这样的配置,从而可在流路宽度方向(z方向)上实现冷却性能的均匀化。在图3中,从供给口43延伸的实线的箭头线示出了向第1中板34的纸面跟前侧(第1空间31)流入的制冷剂流。从供给口43延伸的虚线的箭头线示出了向第2中板35的纸面里侧(第2空间32)流入的制冷剂流。从分割流路3a-3f通过的制冷剂在中途从喷嘴喷出,并向相反侧的空间移动。在图3中,朝向排出口44的实线的箭头线示出了从第2中板35的纸面跟前侧(第1空间31)流出的制冷剂流。朝向排出口44的虚线的箭头线示出了从第1中板34的纸面里侧(第2空间32)流出的制冷剂流。

参照图7说明冷却器2的第1变形例。第1变形例的冷却器2的喷嘴的形状与图2-图5的冷却器2的喷嘴的形状不同。图7(a)、图7(b)分别与图4(a)、图4(b)相对应。即,图7(a)是分割流路3a的剖视图,图7(b)是分割流路3b的剖视图。此外,对与图4(a)、图4(b)中描绘的部件相同的部件标注相同的附图标记。另外,在图7及之后的图8中,省略了对半导体模块50的图示。在该变形例中,设置于第1中板34的第1喷嘴136以及设置于第2中板35的第2喷嘴138的形状与实施例的喷嘴的形状不同。该变形例的第1喷嘴136和第2喷嘴138为设置于第1中板34和第2中板35的简单的缝隙。喷嘴优选如图2-图5的第1实施例的喷嘴那样为筒状,但也可以是简单的缝隙。

参照图8说明冷却器2的第2变形例。图8(a)、图8(b)分别与图4(a)、图4(b)相对应。即,图8(a)是分割流路3a的剖视图,图8(b)是分割流路3b的剖视图。此外,对与图4(a)、图4(b)中描绘的部件相同的部件标注相同的附图标记。在该第2变形例中,第1中板134、第2中板135相对于第1冷却板41、第2冷却板42平行地设置。此外,第1喷嘴136、第2喷嘴138与图7的变形例相同地为简单的缝隙。中板优选如第1实施例的中板(第1中板34、第2中板35)那样倾斜,但也可以如第2变形例那样相对于第1冷却板41和第2冷却板42平行。

(第2实施例)参照图9说明第2实施例的冷却器102。图9(a)、图9(b)分别与图4(a)、图4(b)相对应。即,图9(a)是分割流路3a的剖视图,图9(b)是分割流路3b的剖视图。此外,对与图4(a)、图4(b)中描绘的部件相同的部件标注相同的附图标记。另外,用发热体59a-59d表示冷却对象。发热体59a、59b安装于第1冷却板41的外侧,发热体59c、59d安装于第2冷却板42的外侧。

在第2实施例的冷却器102中,将从供给口43到排出口44之间的制冷剂流路分为上游部分102a和下游部分102b。此外,冷却器102也与之前的冷却器2同样地,制冷剂流路在流路宽度方向上被分割为多个分割流路3a-3f。分割流路3c、3e具有与分割流路3a相同的构造,分割流路3d、3f具有与分割流路3b相同的构造。

参照图9(a)说明冷却器102的分割流路3a的构造。在分割流路3a的上游部分102a,配置有第1中板71、第1上游封闭板71a以及第1下游封闭板71b。第1中板71与之前的第1中板34同样地,将分割流路3a的空间区划为第1冷却板41侧的空间(第1空间31)和第2冷却板42侧的空间(第2空间32)。在第1中板71,设置有从第1空间31朝向第2冷却板42喷出制冷剂的第1喷嘴36a。第1上游封闭板71a在第1喷嘴36a的上游侧(即供给口43侧)对第2空间32进行封堵。第1下游封闭板71b在第1喷嘴36a的下游侧(即排出口44侧)对第1空间31进行封堵。此外,第1下游封闭板71b兼作后述的第2上游封闭板72a。分割流路3a的上游部分102a构成向第2冷却板42喷出制冷剂的碰撞喷流型的冷却器。

在分割流路3a的下游部分102b,设置有第2中板72、第2上游封闭板72a以及第2下游封闭板72b。第2中板72与之前的第2中板35同样地,将分割流路3a的空间区划为第1冷却板41侧的空间(第1空间31)和第2冷却板42侧的空间(第2空间32)。在第2中板72,设置有从第2空间32朝向第1冷却板41喷出制冷剂的第2喷嘴38a。第2上游封闭板72a在第2喷嘴38a的上游侧(即供给口43侧)对第1空间31进行封堵。如前所述,第2上游封闭板72a兼作第1下游封闭板71b。第2下游封闭板72b在第2喷嘴38a的下游侧(即排出口44侧)对第2空间32进行封堵。分割流路3a的下游部分102b构成向第1冷却板41喷出制冷剂的碰撞喷流型的冷却器。

参照图9(b)说明分割流路3b的构造。在分割流路3b的上游部分102a,设置有第2中板74、第2上游封闭板74a以及第2下游封闭板74b。第2中板74与之前的第2中板35同样地,将分割流路3b的空间区划为第1冷却板41侧的空间(第1空间31)和第2冷却板42侧的空间(第2空间32)。在第2中板74,设置有从第2空间32朝向第1冷却板41喷出制冷剂的第2喷嘴38b。第2上游封闭板74a在第2喷嘴38b的上游侧(即供给口43侧)对第1空间31进行封堵。第2下游封闭板74b在第2喷嘴38b的下游侧(即排出口44侧)对第2空间32进行封堵。此外,第2下游封闭板74b兼作后述的第1上游封闭板73a。分割流路3b的上游部分102a构成向第1冷却板41喷出制冷剂的碰撞喷流型的冷却器。

在分割流路3b的下游部分102b,设置有第1中板73、第1上游封闭板73a以及第1下游封闭板73b。第1中板73将分割流路3b的空间区划为第1冷却板41侧的空间(第1空间31)和第2冷却板42侧的空间(第2空间32)。在第1中板73,设置有从第1空间31朝向第2冷却板42喷出制冷剂的第1喷嘴36b。第1上游封闭板73a在第1喷嘴36b的上游侧(即供给口43侧)对第2空间32进行封堵。如前所述,第1上游封闭板73a兼作第2下游封闭板74b。第1下游封闭板73b在第1喷嘴36b的下游侧(即排出口44侧)对第1空间31进行封堵。分割流路3b的下游部分102b构成向第2冷却板42喷出制冷剂的碰撞喷流型的冷却器。

说明冷却器102的分割流路3a中的制冷剂的流动。从供给口43进入了的制冷剂在制冷剂流路的上游部分102a向由第1中板71分隔出的第1空间31进入。制冷剂通过第1中板71的第1喷嘴36a向第2空间32前进,并与第2冷却板42碰撞。在第2冷却板42弹回了的制冷剂在第1喷嘴36a的外侧向下游部分102b前进,在下游部分102b向由第2中板72分隔出的第2空间32前进。制冷剂通过第2中板72的第2喷嘴38a向第1空间31喷出,并与第1冷却板41碰撞。并且,制冷剂从下游部分102b的第1空间31通过排出口44向冷却器102的外部排出。

分割流路3b中的制冷剂的流动与分割流路3a中的制冷剂的流动相反。在分割流路3b中,在上游部分102a,从第2冷却板42侧的第2空间32通过第2中板74的第2喷嘴38b向第1冷却板41喷出制冷剂。在第1冷却板41弹回了的制冷剂在第1空间31向下游部分102b移动。在下游部分102b,制冷剂从第1冷却板41侧的第1空间31通过第1中板73的第1喷嘴36b向第2冷却板42喷出。

在分割流路3c、3e中,与分割流路3a同样地,在上游部分102a配置第1中板71、第1上游封闭板71a以及第1下游封闭板71b,在下游部分102b配置第2中板72、第2上游封闭板72a以及第2下游封闭板72b。在分割流路3d、3f中,与分割流路3b同样地,在上游部分102a配置第2中板74、第2上游封闭板74a以及第2下游封闭板74b,在下游部分102b配置第1中板73、第1上游封闭板73a以及第1下游封闭板73b。在上游部分102a中,第1中板71和第2中板74在流路宽度方向(z方向)上排列,在下游部分102b中,第1中板73和第2中板72在流路宽度方向(z方向)上排列。在上游部分102a中,第1中板71和第2中板74在流路宽度方向(z方向)上交替地配置,在下游部分102b中,第1中板73和第2中板72也在流路宽度方向(z方向)上交替地配置。

第2实施例的冷却器102具有通过第1实施例的冷却器2的构造沿着制冷剂的流动方向(图中的y方向)排列有两组而成的构造。不过,在上游部分的第1中板的下游配置第2中板,在上游部分的第2中板的下游配置第1中板。该构成具有以下的优点。在冷却器102中,缩短了第1喷嘴36a(36b)和第2喷嘴38a(38b)的流动方向上的长度,在流动方向上配置了2个喷嘴。通过该特征,能够增强从喷嘴喷出的制冷剂的势头。通过增强从喷嘴喷出的制冷剂的势头,能够期待冷却性能的提高。

在第2实施例的冷却器102中,制冷剂从上游部分102a向下游部分102b顺畅地流动。即,在上游部分从第1空间31(第2空间32)向第2空间32(第1空间31)喷出了的制冷剂在下游部分从第2空间32(第1空间31)向第1空间31(第2空间32)喷出。在从上游部分102a向下游部分102b移动时,无需制冷剂在冷却板的法线方向(图中的x方向)上移动。因而,可抑制流路阻力的增加。换言之,在第2实施例的冷却器102中,能够抑制与制冷剂从上游部分102a的碰撞喷流型的冷却器向下游部分102b的碰撞喷流型的冷却器移动的情形相伴的损失的增大。

另外,第2实施例的冷却器102在第1冷却板41侧的发热体59a、59b与第2冷却板42侧的发热体59c、59d的发热量不同时,赋予以下的优点。例如,假定第1冷却板41侧的发热量比第2冷却板42侧的发热量大。在通过了上游部分102a时,朝向第1冷却板41喷出了的制冷剂的温度比朝向第2冷却板42喷出了的制冷剂的温度高。温度变高了的制冷剂在下游部分102b这次朝向第2冷却板42、即发热量较少的一侧喷出。在上游部分102a朝向第2冷却板42喷出了的制冷剂的温度比朝向第1冷却板41喷出了的制冷剂的温度低。温度相对低的制冷剂在下游部分102b这次朝向第1冷却板41、即发热量较大的一侧喷出。这样,在下游部分102b,温度较低的制冷剂与发热量较高的一侧碰撞。这样,第2实施例的冷却器102在第1冷却板41侧与第2冷却板42侧的发热量不同时,从发热量低的一侧向发热量高的一侧冷却性能上升。

(第3实施例)参照图10和图11说明第3实施例的冷却器202。该冷却器202在上游部分202a与下游部分202b之间设置有连通空间80。图10是将第1冷却板41拆下了的冷却器202的俯视图。图11(a)是分割流路3a的剖视图,图11(b)是分割流路3b的剖视图。图11(a)与图9(a)相对应,图11(b)与图9(b)相对应。在图11中,对与图9相同的部件标注相同的附图标记。对于与图9相同的部件省略说明。不过,在冷却器202的分割流路3a中,在上游部分202a的第1下游封闭板71b不兼作下游部分202b的第2上游封闭板72a的这一点上与之前的冷却器102不同。同样地,在冷却器202的分割流路3b中,在上游部分202a的第2下游封闭板74b不兼作下游部分202b的第1上游封闭板73a的这一点上不同。

在连通空间80,在流路宽度方向(图中的z方向)上相邻的分割流路互相连通。在冷却器202中,在制冷剂从上游部分202a向下游部分202b移动的期间,在连通空间80中,可在相邻的分割流路之间促进制冷剂间的热交换。因此,在下游部分202b,第1冷却板41侧的冷却性能和第2冷却板42侧的冷却性能得以均匀化。在图10的连通空间80中描绘的粗箭头线示意性地示出了在相邻的分割流路之间制冷剂交错的情形。此外,在连通空间80中,也没有将第1冷却板41侧的空间(第1空间31)和第2冷却板42侧的空间(第2空间32)分隔的分隔件,而在两空间之间也可进行制冷剂的热交换。

如以上说明了的那样,实施例的冷却器2、102、202是碰撞喷流型的双面冷却器,制冷剂流路在冷却板的法线方向上被分为二层。与制冷剂流路在法线方向上被分为三层的以往的双面冷却器不同地,能够减小冷却器的法线方向上的厚度。

冷却器2的特征部分如下所述。在冷却器2中,第1冷却板41与第2冷却板42之间的流路沿着流路宽度方向被分割为多个分割流路3a-3f。在分割流路3a、3c、3e配置有将其内部空间区划为第1冷却板41侧的空间(第1空间31)和第2冷却板42侧的空间(第2空间32)的第1中板34。在第1中板34设置有从第1空间31向第2冷却板42喷出制冷剂的第1喷嘴36。在分割流路3b、3d、3f配置有将其内部空间区划为第1空间31和第2空间32的第2中板35。在第2中板35设置有从第2空间32向第1冷却板41喷出制冷剂的第2喷嘴38。分割流路3a、3c、3e的第1中板34和分割流路3b、3d、3f的第2中板35在流路宽度方向(z方向)上排列。第1中板34和第2中板35在流路宽度方向(z方向)上交替地配置。分割流路3a、3c、3e与朝向第2冷却板42喷出制冷剂的碰撞喷流型的冷却器相当,分割流路3b、3d、3f与朝向第1冷却板41喷出制冷剂的碰撞喷流型的冷却器相当。

叙述与实施例中说明了的技术有关的留意点。在实施例的冷却器2、102、202中,制冷剂流路沿着流路宽度方向被分割为6个分割流路3a-3f。只要分割流路的数量为多个即可,可以是任意个。

在实施例的冷却器中,第1上游封闭板从第2冷却板垂直地延伸,第1下游封闭板从第1冷却板垂直地延伸。第1上游封闭板和第1下游封闭板以从第1中板弯折的方式延伸。第1封闭板并不一定需要从第2冷却器垂直地延伸,另外,无需以从第1中板弯折的方式延伸。在图12中,示出变形例的冷却器302的分割流路3a的示意性的立体图。第1上游封闭板234a弯曲,并与第1中板234平滑地相连。同样地,第1下游封闭板234b也弯曲,并与第1中板234平滑地相连。第1上游封闭板234a与第1中板234的分界模糊,第1下游封闭板234b与第1中板234的分界也模糊。此外,图12中的虚线示出了第1上游封闭板234a(第1下游封闭板234b)与第1中板234的假想的分界。本说明书公开的技术也可以为图12的形态。而且,第1上游封闭板和第1下游封闭板也可以与第1中板共面。第2上游封闭板和第2下游封闭板与第2中板的关系也同样。

以上,详细说明了本发明的具体例,但这些仅仅是例示,并不限定权利要求书。权利要求书所记载的技术包括对以上例示了的具体例进行各种变形、变更得到的技术。本说明书或者附图中说明了的技术要素通过单独或各种组合来发挥技术有用性,并不限定于申请时权利要求记载的组合。另外,本说明书或附图所例示了的技术同时达成多个目的,达成其中的一个目的本身就具有技术有用性。

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