冷卻裝置以及包括該冷卻裝置的空調(diào)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冷卻裝置以及包括該冷卻裝置的空調(diào)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在空調(diào)機(jī)領(lǐng)域，目前出現(xiàn)了通過(guò)制冷循環(huán)中的液態(tài)制冷劑對(duì)功率元件進(jìn)行散熱的技術(shù)。在采用這種散熱技術(shù)時(shí)，為了提高對(duì)功率元件的散熱能力，可考慮改善散熱效率(即熱傳導(dǎo)率)，或考慮使冷卻用的制冷劑的溫度降低。
[0003]在考慮采用使冷卻用的制冷劑的溫度降低這一方式時(shí)，可以通過(guò)使用過(guò)冷卻熱交換器后的低溫液態(tài)制冷劑實(shí)現(xiàn)。不過(guò)，這種方法會(huì)使液態(tài)制冷劑的溫度處于室外環(huán)境溫度的露點(diǎn)(引起結(jié)露的溫度)以下，致使冷卻裝置與功率元件產(chǎn)生結(jié)露，進(jìn)而導(dǎo)致功率元件出現(xiàn)絕緣不良，發(fā)生故障，影響產(chǎn)品可靠性。
[0004]為了防止產(chǎn)生結(jié)露，可考慮像日本特開(kāi)平03-75424、日本特開(kāi)2011-112254所公開(kāi)的技術(shù)那樣，利用制冷循環(huán)中膨脹閥與室外熱交換器之間的液態(tài)制冷劑(所流經(jīng)的管路部分)來(lái)對(duì)功率元件進(jìn)行散熱，也就是使用空冷熱交換器出口處的液態(tài)制冷劑。這是因?yàn)?，空冷熱交換器利用空氣的顯熱來(lái)冷卻制冷劑，因此制冷劑的溫度不會(huì)降低至空氣的干球溫度以下，另一方面，空氣的露點(diǎn)(引起結(jié)露的溫度)一定會(huì)低于空氣的干球溫度，因此制冷劑的溫度不會(huì)下降至露點(diǎn)(引起結(jié)露的溫度)以下，從而能解決易結(jié)露的問(wèn)題。
[0005]但是，在采用日本特開(kāi)平03-75424、日本特開(kāi)2011-112254所公開(kāi)的技術(shù)時(shí)，由于對(duì)功率元件進(jìn)行冷卻的管路所處的環(huán)境(如溫度、風(fēng)等)以及該管路內(nèi)部的制冷劑因素(如流量、流速等)的影響，管路內(nèi)部會(huì)存在氣液兩相的現(xiàn)象，管路內(nèi)壁處會(huì)有氣泡(氣態(tài)制冷劑)。眾所周知，氣體的熱傳導(dǎo)性較液體差，因此，若如圖7所示那樣使功率元件60X通過(guò)熱傳導(dǎo)件53X與沿鉛垂方向G延伸的管路51X接觸，則如圖7所示，會(huì)因氣泡的阻隔而大大降低對(duì)功率元件60X的散熱效果(圖8中，大箭頭表示熱傳導(dǎo)性好，小箭頭表示熱傳導(dǎo)性差)，并導(dǎo)致功率元件60X散熱不均。
[0006]為解決上述問(wèn)題，可考慮如圖9所示那樣使功率元件60X通過(guò)熱傳導(dǎo)件53X與沿垂直于鉛垂方向G的水平方向延伸的管路的外壁底部接觸，這樣一來(lái)，能減小氣泡對(duì)散熱效果的影響。但是，在空調(diào)領(lǐng)域，通常供制冷劑流動(dòng)的管路的管徑較細(xì)，而管徑越細(xì)則液體的流速就越快，流速快則易產(chǎn)生亂流，會(huì)致使氣泡在管路內(nèi)散亂，仍然會(huì)有氣泡對(duì)傳熱造成阻隔。因此，即使采用圖9所示的結(jié)構(gòu)，也會(huì)影響對(duì)功率元件的散熱效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是基于現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種冷卻裝置以及包括該冷卻裝置的空調(diào)機(jī)，所述冷卻裝置包括管路和熱傳導(dǎo)件，所述冷卻裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能減少靠近功率元件側(cè)的管路內(nèi)壁或容器內(nèi)壁處聚集氣態(tài)制冷劑的情況，確保接觸管路內(nèi)壁或容器內(nèi)壁的為液態(tài)制冷劑，提高散熱效率，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)功率元件快速均勻的散熱效果。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面的冷卻裝置用于空調(diào)機(jī)，所述冷卻裝置包括管路和熱傳導(dǎo)件，所述管路供制冷劑在其內(nèi)部從上游側(cè)朝下游側(cè)流動(dòng)，所述熱傳導(dǎo)件與所述管路相互接觸，在所述管路中設(shè)置有沿鉛垂方向剖切而得到的截面中的至少一個(gè)截面的高度大于所述管路的直徑的容器，所述熱傳導(dǎo)件接觸所述容器的外壁的底部，或設(shè)置在所述管路的比所述容器靠下游側(cè)的部分的外壁上。
[0009]本發(fā)明第二方面的冷卻裝置是在本發(fā)明第一方面的冷卻裝置的基礎(chǔ)上，所述容器的直徑方向與鉛垂方向平行，所述容器的直徑大于所述管路的直徑，并且，所述熱傳導(dǎo)件接觸所述容器的外壁的底部。
[0010]本發(fā)明第三方面的冷卻裝置是在本發(fā)明第二方面的冷卻裝置的基礎(chǔ)上，所述容器嵌入所述熱傳導(dǎo)件。
[0011]本發(fā)明第四方面的冷卻裝置是在本發(fā)明第一方面的冷卻裝置的基礎(chǔ)上，所述容器的直徑方向與鉛垂方向垂直，所述容器的高度大于所述管路的直徑，并且，所述熱傳導(dǎo)件接觸所述容器的外壁的底部，或設(shè)置在所述管路的比所述容器靠下游側(cè)的部分的外壁上。
[0012]本發(fā)明第五方面的冷卻裝置是在本發(fā)明第四方面的冷卻裝置的基礎(chǔ)上，所述管路在所述容器的上游側(cè)包括與該容器直接連接的上游側(cè)管段，且在所述容器的下游側(cè)包括與該容器直接連接的下游側(cè)管段，所述上游側(cè)管段和所述下游側(cè)管段以相對(duì)的方式設(shè)置在所述容器的上部的外側(cè)壁上，或者以相對(duì)的方式設(shè)置在所述容器的下部的外側(cè)壁上。此處，“上游側(cè)管段和下游側(cè)管段以相對(duì)的方式設(shè)置”不局限于上游側(cè)管段和下游側(cè)管段沿一直線延伸，只需使上游側(cè)管段與容器的連通孔以及下游側(cè)管段與容器的連通孔位于大致相同的高度即可。
[0013]本發(fā)明第六方面的冷卻裝置是在本發(fā)明第四方面的冷卻裝置的基礎(chǔ)上，所述管路在比所述容器靠下游側(cè)的位置包括沿水平方向延伸的水平管段，所述熱傳導(dǎo)件接觸所述水平管段的外壁的底部。
[0014]本發(fā)明第七方面的冷卻裝置是在本發(fā)明第六方面的冷卻裝置的基礎(chǔ)上，所述水平管段嵌入所述熱傳導(dǎo)件。
[0015]本發(fā)明第八方面的冷卻裝置是在本發(fā)明第一方面的冷卻裝置的基礎(chǔ)上，所述熱傳導(dǎo)件由金屬材料制成。
[0016]本發(fā)明第九方面的空調(diào)機(jī)包括:本發(fā)明第一方面至第八方面中任一方面所述的冷卻裝置；以及功率元件，該功率元件與所述冷卻裝置的所述熱傳導(dǎo)件接觸。
[0017]本發(fā)明第十方面的冷卻裝置是在本發(fā)明第九方面的冷卻裝置的基礎(chǔ)上，所述熱傳導(dǎo)件設(shè)置在所述管路與所述功率元件之間。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，冷卻裝置包括沿鉛垂方向剖切而得到的截面中的至少一個(gè)截面的高度大于管路的直徑的容器，因此，基于制冷劑流速的減小以及重力作用，能使制冷劑中的氣態(tài)制冷劑可靠地集中在容器的上部，并能減少比容器靠下游側(cè)的管路部分中的氣態(tài)制冷劑的量。藉此，能確保與容器下方內(nèi)壁以及比容器靠下游側(cè)的管路部分的內(nèi)壁接觸的為液態(tài)制冷劑，因此，能提高制冷劑與熱傳導(dǎo)件之間的熱傳導(dǎo)效率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)功率元件的快速均勻散熱。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式I的空調(diào)機(jī)的制冷劑回路的示意結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式I的空調(diào)機(jī)的冷卻裝置及利用該冷卻裝置進(jìn)行冷卻的功率元件的示意圖。
[0021]圖3是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式I的空調(diào)機(jī)的冷卻裝置對(duì)功率元件的冷卻效果的示意圖。
[0022]圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的空調(diào)機(jī)的冷卻裝置及利用該冷卻裝置進(jìn)行冷卻的功率元件的示意立體圖。
[0023]圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的空調(diào)機(jī)的冷卻裝置及利用該冷卻裝置進(jìn)行冷卻的功率元件的示意圖。
[0024]圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式4的空調(diào)機(jī)的冷卻裝置及利用該冷卻裝置進(jìn)行冷卻的功率元件的示意圖。
[0025]圖7是表示使功率元件通過(guò)熱傳導(dǎo)件與沿鉛垂方向延伸的管路接觸的冷卻方式的示意圖。
[0026]圖8是用于說(shuō)明圖7的冷卻方式的冷卻效果的示意圖。
[0027]圖9是表示使功率元件通過(guò)熱傳導(dǎo)件與沿水平方向延伸的管路接觸的冷卻方式的示意圖。
[0028](符號(hào)說(shuō)明)
[0029]11 室外單元
[0030]12室內(nèi)單元
[0031]20制冷劑回路
[0032]21室外回路
[0033]22室內(nèi)回路
[0034]23制冷劑連通管
[0035]24制冷劑連通管
[0036]30壓縮機(jī)
[0037]41 四通切換閥
[0038]42 室外熱交換器
[0039]43 膨脹閥
[0040]46 室內(nèi)熱交換器
[0041]50 冷卻裝置
[0042]51 管路
[0043]511上游側(cè)管段
[0044]512下游側(cè)管段
[0045]52、52，、52” 容器
[0046]53、53’熱傳導(dǎo)件
[0047]60 功率元件
[0048]5IX 管路
[0049]53X熱傳導(dǎo)件
[0050]60X功率元件
[0051]G 鉛垂方向
【具體實(shí)施方式】
[0052]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的空調(diào)機(jī)的各實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0053](I)實(shí)施方式I
[0054]首先，參照?qǐng)D1?圖3對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式I的空調(diào)機(jī)進(jìn)行說(shuō)明。
[0055]如圖1所示，本實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)包括室外單元11和室內(nèi)單元12。
[0056]另外，室外單元11具有室外回路21，室內(nèi)單元12具有室內(nèi)回路22，并且，室外回路21和室內(nèi)回路22通過(guò)制冷劑連通管23、24連接在一起，從而構(gòu)成制冷劑回路20。
[0057]另外，在室外回路21中設(shè)置有壓縮機(jī)30、四通切換閥41、室外熱交換器42、對(duì)功率元件60進(jìn)行冷卻的冷卻裝置50、膨脹閥43，在室內(nèi)回路22中設(shè)置有室內(nèi)熱交換器46。在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從壓縮機(jī)30噴出的制冷劑依次流過(guò)室外熱交換器42、冷卻裝置50、膨脹閥43、室內(nèi)熱交換器46，然后返回到壓縮機(jī)30中。
[0058]在此，由于壓縮