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)了通過制冷循環(huán)中的液態(tài)制冷劑對功率元件進(jìn)行散熱的技術(shù)。在采用這種散熱技術(shù)時，為了提高對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，可以通過使用過冷卻熱交換器后的低溫液態(tài)制冷劑實現(xiàn)。不過，這種方法會使液態(tài)制冷劑的溫度處于室外環(huán)境溫度的露點(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，可考慮像日本特開平03-75424、日本特開2011-112254所公開的技術(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)來對功率元件進(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。這是因為，空冷熱交換器利用空氣的顯熱來冷卻制冷劑，因此制冷劑的溫度不會降低至空氣的干球溫度以下，另一方面，空氣的露點(引起結(jié)露的溫度)一定會低于空氣的干球溫度，因此制冷劑的溫度不會下降至露點(引起結(jié)露的溫度)以下，從而能解決易結(jié)露的問題。
[0005]但是，在采用日本特開平03-75424、日本特開2011-112254所公開的技術(shù)時，由于對功率元件進(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)部會存在氣液兩相的現(xiàn)象，管路內(nèi)壁處會有氣泡(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，會因氣泡的阻隔而大大降低對功率元件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]為解決上述問題，可考慮如圖9所示那樣使功率元件60X通過熱傳導(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，能減小氣泡對散熱效果的影響。但是，在空調(diào)領(lǐng)域，通常供制冷劑流動的管路的管徑較細(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，會致使氣泡在管路內(nèi)散亂，仍然會有氣泡對傳熱造成阻隔。因此，即使采用圖9所示的結(jié)構(gòu)，也會影響對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，由此實現(xiàn)對功率元件快速均勻的散熱效果。
[0008]為實現(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，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，從而實現(xiàn)對功率元件的快速均勻散熱。
【附圖說明】
[0019]圖1是表示本發(fā)明實施方式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是用于說明本發(fā)明實施方式I的空調(diào)機(jī)的冷卻裝置對功率元件的冷卻效果的示意圖。
[0022]圖4是表示本發(fā)明實施方式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](符號說明)
[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
【具體實施方式】
[0052]以下，參照附圖對本發(fā)明的空調(diào)機(jī)的各實施方式進(jìn)行說明。
[0053](I)實施方式I
[0054]首先，參照圖1?圖3對本發(fā)明實施方式I的空調(diào)機(jī)進(jìn)行說明。
[0055]如圖1所示，本實施方式的空調(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。在制冷運轉(zhuǎn)時，從壓縮機(jī)30噴出的制冷劑依次流過室外熱交換器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