CN115210864A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

在流体流通于在第一宽广面(11)和第二宽广面(12)之间形成的扁平状的流路(20)的冷却装置(1)中，第二宽广面(12)具有向流路(1)内突出并在流路宽度方向上延伸设置且在流体流动方向上并排配置的多个突起部(30)，不在第一宽广面(11)设置突起部(30)，突起部(30)具有以从流体流动方向的上游朝向下游接近第一宽广面(11)的方式倾斜的第一倾斜面(31)和在流体流动方向上与第一倾斜面(31)交替配置并以从流体流动方向的上游朝向下游远离第一宽广面(11)的方式倾斜的第二倾斜面(32)，突起部(30)形成为在沿流体流动方向的剖视图中，虚拟的第一圆(C1)三点内接于第一宽广面(11)、第二倾斜面(32)和在第二倾斜面(32)的流体流动方向下游相邻的第一倾斜面(31)。

Description

冷却装置

技术领域

本发明涉及对被冷却设备进行冷却的冷却装置。

背景技术

在JP2020-014278A中公开了一种逆变器模块，其具有在功率模块和电容器本体之间形成的冷却水的流路(冷却装置)。

发明内容

然而，虽然在JP2020-014278A的冷却装置中，通过在功率模块的下部面形成鳍片来增大与冷却水的热交换面积，但没有讨论与流路内的冷却水的流动方式相关的任何内容。

本发明的目的在于利用在流路内流通的流体的流动方式提高被冷却设备和流体之间的热交换效率。

根据本发明的某一方式，在具有第一宽广面和与该第一宽广面相对置的第二宽广面、且流体流通于在所述第一宽广面和所述第二宽广面之间形成的扁平状的流路而对被冷却设备进行冷却的冷却装置中，所述第二宽广面具有向所述流路内突出而在流路宽度方向上延伸设置并在流体流动方向上并排配置的多个突起部，不在所述第一宽广面设置所述突起部，所述突起部具有以从所述流体流动方向的上游朝向下游接近所述第一宽广面的方式倾斜的第一倾斜面和在所述流体流动方向上与所述第一倾斜面交替配置并以从所述流体流动方向的上游朝向至下游远离所述第一宽广面的方式倾斜的第二倾斜面，所述突起部形成为在沿所述流体流动方向的剖视图中，虚拟的第一圆三点内接于所述第一宽广面、所述第二倾斜面和在该第二倾斜面的所述流体流动方向下游相邻的所述第一倾斜面。

在上述方式中，突起部形成为在沿流体流动方向的剖视图中，虚拟的第一圆三点内接于第一宽广面、第二倾斜面和在该第二倾斜面的流体流动方向下游相邻的第一倾斜面。因此，流体在从第一倾斜面流向在流体流动方向下游相邻的第二倾斜面时，产生纵向涡而沿第二倾斜面流动，在虚拟的第一圆三点内接的空间形成大的纵向涡。因此，可以提高虚拟的第一圆三点内接的空间中的被冷却设备和流体之间的热交换效率。因此，可以利用在流路内流通的流体的流动方式提高被冷却设备和流体之间的热交换效率。

附图说明

图1为从上方观察本发明实施方式的冷却装置时的立体图。

图2为从下方观察冷却装置时的分解立体图。

图3为图2中的III-III剖视图，是沿冷却装置的冷却水流动方向的突起部的剖视图。

图4为示出冷却装置中的第二宽广面的一部分的仰视图。

图5为沿冷却装置的流体流动方向的剖视图，是仅示出流体流动方向的一部分的图。

图6为示意性地示出突起部中的流体的流动的仰视图。

图7为示意性地示出突起部中的流体的流动的侧面的剖视图。

图8为示出将第一圆C1的半径设为Rm1、将在流体流动方向上相邻的山部之间的间距设为P、将山部和第一宽广面之间的距离设为Dv时，相对于Rm1×P/Dv的热通过率比的曲线图。

图9为示出使倾斜角度θt、间距P、距离Dv和半径Rm1发生变化时的各个形状的Rm1×P/Dv的值的图。

图10为示出倾斜角度θt的上下限值和距离Dv的上限值的曲线图。

图11为示出倾斜角度θt和阻力ΔP之间的关系的曲线图。

图12为示出间距P和热通过率之间的关系的曲线图。

图13为示出间距P和阻力ΔP之间的关系的曲线图。

图14为示出雷诺数不同的流体的相对于Rm1×P/Dv的热通过率比的曲线图。

图15为对本发明实施方式的第一变形例的流路进行说明的立体图。

图16为对图15所示出的第一变形例中的流体的流动进行说明的仰视图。

图17为对本发明实施方式的第二变形例的流路进行说明的立体图。

图18为对本发明实施方式的第三变形例的流路进行说明的立体图。

图19为对本发明实施方式的第四变形例的流路进行说明的立体图。

图20为对本发明实施方式的第五变形例的流路进行说明的立体图。

图21为对本发明实施方式的第六变形例的流路进行说明的立体图。

图22为对本发明实施方式的第七变形例的流路进行说明的立体图。

图23为对本发明实施方式的第八变形例的流路进行说明的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式的冷却装置1进行说明。

首先，参照图1至图5对冷却装置1的整体结构进行说明。

图1为从上方观察冷却装置1时的立体图。图2为从下方观察冷却装置1时的分解立体图。图3为图2中的III-III剖视图，是沿冷却装置1的冷却水流动方向的突起部30的剖视图。图4为示出形成有突起部30的第二宽广面12的一部分的仰视图。图5为沿冷却装置1的冷却水流动方向的剖视图，是仅示出冷却水流动方向的一部分的图。

如图1所示，冷却装置1具有入口流路2、出口流路3、形成流路20(参照图2)的本体部10。在此，冷却装置1通过与作为在流路20流通的流体的冷却水之间的热交换，来冷却作为被冷却设备的逆变器模块8。

逆变器模块8例如用于控制车辆的驱动用马达(电动机，省略图示)。如图2所示，逆变器模块8沿流路20内的冷却水的流动方向具有三个开关元件9。逆变器模块8通过切换开关元件9的接通(ON)/断开(OFF)，来相互转换直流电和交流电。

开关元件9分别对应于逆变器模块8的U相、V相和W相。开关元件9因被高速接通(ON)/断开(OFF)而发热。发热的开关元件9通过与流路20内的冷却水进行热交换来冷却。

如图1所示，入口流路2为用于向形成于本体部10的扁平状的流路20(参照图2)供给冷却水的流路。入口流路2被设置为从本体部10突出。入口流路2形成为相对于本体部10倾斜，以沿流路20中的冷却水流动方向供给冷却水。

出口流路3为用于从流路20排出冷却水的流路。出口流路3被设置为从本体部10突出。出口流路3形成为相对于本体部10倾斜，以引导沿流路20中的冷却水流动方向排出的冷却水。

如图2所示，本体部10具有第二宽广面12、第一侧面13和第二侧面14。逆变器模块8具有第一宽广面11。流路20由第一宽广面11、第二宽广面12、第一侧面13、第二侧面14形成为扁平。

在本实施方式中，第一宽广面11由逆变器模块8的底面形成。即，冷却装置1由本体部10和逆变器模块8构成。在该情况下，可以通过使冷却水直接接触逆变器模块8，来提高热交换效率。

替代地，也可以形成为本体部10具有第一宽广面11且逆变器模块8抵接于该第一宽广面11的外侧。在该情况下，冷却装置1仅由本体部10构成。

在此，将冷却水在流路20内流动的方向称为“冷却水流动方向”(流体流动方向)，将与冷却水流动方向相垂直且与第一宽广面11和第二宽广面12相平行的方向称为“流路宽度方向”，将与冷却水流动方向相垂直且与第一侧面13和第二侧面14相平行的方向称为“流路高度方向”。此外，“冷却水流动方向”指的不是受到突起部30的影响而行进方向发生变化的局部的冷却水的流动方向，而是指将流路20作为整体观察时的冷却水的流动方向。

第一宽广面11形成为沿冷却水流动方向直线状延伸并沿与冷却水流动方向正交的流路宽度方向也直线状延伸的平面状。第一宽广面11通过在流路20流通的冷却水来冷却逆变器模块8。不在第一宽广面11设置将于后文叙述的突起部30。

第二宽广面12在流路高度方向上与第一宽广面11间隔相当于流路高度的距离而对置。由此，在第一宽广面11和第二宽广面12之间形成扁平状的流路20。在此，流路20中最为狭窄的部分的流路高度，即将于后文叙述的山部33和第一宽广面11之间的距离Dv(参照图5)为0.1～10[mm]。第二宽广面12具有向流路20内突出并在流路宽度方向上延伸设置的突起部30。

突起部30被配置为沿冷却水流动方向平行地排列多个。突起部30形成于流路20中的流路宽度方向上的整个宽度上。在存在没有形成突起部30的部分的情况下，可能存在冷却水在该部分环绕(bypass)而流动的风险，而通过在流路宽度方向上的整个宽度上形成突起部30，可以防止热交换效率的下降。

如图3所示，突起部30具有第一倾斜面31、第二倾斜面32、山部33和谷部34。

第一倾斜面31以从冷却水流动方向的上游朝向下游接近第一宽广面11的方式倾斜。第一倾斜面31形成为平面状。第一倾斜面31被设置为相对于第二宽广面12以倾斜角度θt倾斜。倾斜角度θt优选为15～45[°]，在此为30[°]。此外，第二宽广面12的厚度t为1[mm]。

第二倾斜面32在冷却水流动方向上与第一倾斜面31交替配置，并以从冷却水流动方向的上游朝向下游远离第一宽广面11的方式倾斜。第二倾斜面32形成为平面状。同样地，第二倾斜面32也被设置为相对于第二宽广面12以倾斜角度θt倾斜。

山部33形成于第一倾斜面31和在该第一倾斜面31的冷却水流动方向下游相邻的第二倾斜面32之间。在此，相邻山部33之间的间距(pitch)P为11[mm]。山部33形成于第一倾斜面31和第二倾斜面32相碰的顶部。可替代地，也可以通过平缓地连接第一倾斜面31和第二倾斜面32的曲面来形成山部33，此外，还可以通过连接第一倾斜面31和第二倾斜面32的平面来形成山部33。

谷部34形成于第二倾斜面32和在该第二倾斜面32的冷却水流动方向下游相邻的第一倾斜面31之间。谷部34形成于第二倾斜面32和第一倾斜面31相碰的底部。可替代地，也可以通过平缓地连接第二倾斜面32和第一倾斜面31的曲面来形成谷部34，此外，还可以通过连接第二倾斜面32和第一倾斜面31的平面来形成谷部34。

冷却水在通过山部33和第一宽广面11之间的流路20时，倾向于流向近乎与山部33的棱线相垂直的方向以减小阻力。另一方面，冷却水在通过谷部34和第一宽广面11之间的流路20时，倾向于流向阻力小的沿着谷部34的棱线的方向。如此地，冷却水交替通过山部33和谷部34，由此，在夹在一对山部33之间的谷部34产生强力的旋涡(vortex)(纵向涡(longitudinal vortex))。因此，可以高效地产生纵向涡。

如图4所示，在流路宽度方向上相邻的突起部30以向着冷却水流动方向彼此成为不同的方式向相反方向倾斜。朝向流路宽度方向的突起部30相对于冷却水流动方向的倾斜角度θw优选为15～45[°]，在此为30[°]。

在图4中，仅示出在流路宽度方向上相邻的一对突起部30，但突起部30进一步地并排设置于流路宽度方向上。即，在流路宽度方向上相邻的突起部30形成为好像V字在流路宽度方向上连续。在此，在流路宽度方向上相邻的一对突起部30的流路宽度方向的大小W为12.7[mm]。

在流路宽度方向上相邻的山部33的棱线连续地形成。在流路宽度方向上相邻的谷部34的棱线连续地形成。由此，可以使得流路20内的冷却水的温度分布良好。突起部30具有在流路宽度方向上连续的山部33之间形成的连接部35、和连接部35中的向着冷却水流动方向的下游突出的顶部36。

如图5所示，突起部30形成为在沿冷却水流动方向的剖视图中，虚拟的第一圆C1三点内接于第一宽广面11、第二倾斜面32和在该第二倾斜面32的冷却水流动方向下游相邻的第一倾斜面31。此外，突起部30形成为谷部34不在第一圆C1内。

同样地，突起部30形成为在沿冷却水流动方向的剖视图中，虚拟的第二圆C2三点内接于山部33的上游侧的第一倾斜面31、该山部33的下游侧的第二倾斜面32和与第一宽广面11相对置且谷部34所处的虚拟的对置面S。此外，突起部30形成为山部33不在第二圆C2内。由此，可以在不增加不需要的阻力的同时提高热交换效率。

在此，如图5所示，将第一圆C1的半径设为Rm1、将第二圆C2的半径设为Rm2、将在冷却水流动方向上相邻的山部33之间的间距设为P、将山部33和第一宽广面11之间的距离设为Dv。若第一圆C1的半径Rm1、山部33之间的间距P和距离Dv已知，则可确定突起部30的形状。

此时，第一圆C1和第二圆C2的大小的关系为Rm1＞Rm2。

如此地，通过使Rm1＞Rm2，可以充分保证山部33和第一宽广面11之间的流路20的流路截面积。

而后，参照图5至图14说明冷却装置1的作用。

图6为示意性地示出突起部30中的冷却水的流动的俯视图。图7为示意性地示出突起部30中的冷却水的流动的侧面的剖视图。图8为示出将第一圆C1的半径设为Rm1、将在冷却水流动方向上相邻的山部33之间的间距设为P、将山部33和第一宽广面11之间的距离设为Dv时，相对于Rm1×P/Dv的热通过率比的曲线图。图9为示出使倾斜角度θt、间距P、距离Dv和半径Rm1发生变化时的各个形状的Rm1×P/Dv的值的图。

图10为示出倾斜角度θt的上下限值和距离Dv的上限值的曲线图。图11为示出倾斜角度θt和阻力ΔP[Pa]之间的关系的曲线图。图12为示出间距P和热通过率之间的关系的曲线图。图13为示出间距P和阻力ΔP之间的关系的曲线图。图14为示出雷诺数Re不同的流体的相对于Rm1×P/Dv的热通过率比的曲线图。

如图6和图7所示，冷却水在从第一倾斜面31流向在冷却水流动方向下游相邻的第二倾斜面32时，产生纵向涡而沿第二倾斜面32流动。而后，在虚拟的第一圆C1三点内接的空间(参照图5)成为大的纵向涡。因此，可以提高虚拟的第一圆C1三点内接的空间中的逆变器模块8和冷却水之间的热交换效率。因此，可以根据在流路20内流通的冷却水的流动方式来提高逆变器模块8和冷却水之间的热交换效率。

图8的横轴为Rm1×P/Dv(Rm1为第一圆C1的半径，P为山部33之间(或者谷部34之间)的间距，Dv为山部33和第一宽广面11之间的距离)。图8的纵轴为相对于没有形成突起部30的平整的流路的情形的热通过率的比。

在此，在冷却装置1中，使旋涡朝向谷部34而产生，并同时在山部33和第一宽广面11之间(距离Dv的部分)对其进行缩流，由此可以使温度边界层变薄而提高热交换效率。半径Rm1、间距P和距离Dv是为了产生一系列的流动而彼此关联的参数。具体地，半径Rm1处于距离Dv减小则相对地比率增大的负相关的关系，间距P处于距离Dv减小则相对地比率增大的负相关的关系。如此地，半径Rm1、间距P和距离Dv具有形状上的相关关系。因此，形状上的相关关系会影响流动，因此可以用Rm1×P/Dv的值来示出峰。

在图8中，举例示出在冷却装置1中使用频率高的雷诺数Re的范围中的Re＝1640的情形。图8中的各曲线(plot)示出在图9中示出的各个形状的情形。在图8中，三角形(▲)的曲线为距离Dv为0.6[mm]的情形，圆(●)的曲线为距离Dv为1.0[mm]的情形，四方(■)的曲线为距离Dv为1.4[mm]的情形。

参照图8，将在距离Dv为1.0[mm]的情况下成为拐点的值、即Rm1×P/Dv为40时设为上限，根据相对于此时的平整的流路的情形的热通过率的比来将下限值设为4。因此，可知在Rm1×P/Dv处于4～40的范围时，冷却装置1的性能上升。因此，通过使Rm1×P/Dv处于4～40的范围，可以提高热通过率，即可以增大性能提高幅度。此外，将距离Dv为1.0[mm]的情况作为基准，可知Dv处于0.6～1.4[mm]的范围的情况下，冷却装置1的性能同样上升。

而后，参照图10至图14来说明Rm1×P/Dv中的各参数的上下限。

在图10中，横轴为倾斜角度θt，纵轴为热通过率[W/m²K]。在图10中，三角形(▲)的曲线为距离Dv为0.6[mm]的情形，圆(●)的曲线为距离Dv为1.0[mm]的情形，四方(■)的曲线为距离Dv为1.4[mm]的情形。

如图10所示，在距离Dv为1.4[mm]的情况下，在倾斜角度θt处于10～45°的范围时的热通过率的大小的变化小于5％。因此，基于图10，将距离Dv的上限值设为1.4[mm]，将倾斜角度θt的下限值设为10[°]，将倾斜角度θt的上限值设为45[°]。

在图11中，横轴为倾斜角度θt，纵轴为阻力ΔP[Pa]。在图11中，三角形(▲)的曲线为距离Dv为0.6[mm]的情形，圆(●)的曲线为距离Dv为1.0[mm]的情形，四方(■)的曲线为距离Dv为1.4[mm]的情形。

如图11所示，在距离Dv为0.6[mm]的情况下的阻力ΔP为距离Dv为1.4[mm]的情形的五倍以上。因此，将距离Dv的下限值设为0.6[mm]。

在图12中，横轴为间距P[mm]，纵轴为热通过率[W/m²K]。在图13中，横轴为间距P[mm]，纵轴为阻力ΔP[kPa]。在图12和图13中，三角形(▲)的曲线为距离Dv为0.6[mm]的情形，圆(●)的曲线为距离Dv为1.0[mm]的情形，四方(■)的曲线为距离Dv为1.4[mm]的情形。

如图12和图13所示，在间距为16.5[mm]时，热通过率下降而阻力ΔP增加。因此，将间距P的上限值设为16.5[mm]。另一方面，在间距P为5.5[mm]时，与间距P为11.0[mm]时相比，热通过率增加10％，而与之相对地，阻力ΔP增加了37％，可以预想到若间距P进一步减小，则阻力ΔP会呈二次函数增加。因此，将间距P的下限值设为5.5[mm]。

此外，半径Rm1的大小由倾斜角度θt、距离Dv和间距P决定。因此，半径Rm1的大小的范围可以根据倾斜角度θt、距离Dv和间距P的上下限值如下所述般求得。半径Rm1的下限值为倾斜角度θt为10[°]、距离Dv为0.6[mm]、间距P为5.5[mm]时的值，在此为0.54[mm]。此外，半径Rm1的上限值为倾斜角度θt为45[°]、距离Dv为1.4[mm]、间距P为16.5[mm]时的值，在此为3.61[mm]。

图14为在图8的曲线图中，追加了在距离Dv为1.0[mm]时，流体的雷诺数Re不同时的情形的图。在图14中，圆(●)的曲线为流体的雷诺数Re为1640的情形，四方(■)的曲线为流体的雷诺数Re为1230的情形，三角(▲)的曲线为流体的雷诺数Re为820的情形。

如图14所示，若流体的雷诺数Re减小，则峰值的顶峰变低且变得平缓，同时向下方偏移。然而，可知即使流体的雷诺数Re发生变化，整体的倾向也相同。

以下，参照图15至图23，来对本发明的实施方式的第一至第八变形例进行说明。

首先，参照图15至图17，来对本发明的实施方式的第一变形例和第二变形例进行说明。

图15为对本发明的实施方式的第一变形例的流路20进行说明的立体图。图16为对图15所示出的第一变形例中的冷却水的流动进行说明的俯视图。图17为对本发明的实施方式的第二变形例的流路20进行说明的立体图。

如图15所示，流路20具有中央流路21、侧部流路22和转向(turn)流路23。

中央流路21形成于与逆变器模块8中的发热量大的中央部分相对应的流路宽度方向的位置。在中央流路21设置有突起部30。因此，可以通过在中央流路21流动的冷却水，来优先冷却逆变器模块8的中央部分。

侧部流路22设置于中央流路21的流路宽度方向的外侧。在侧部流路22形成有突起部30。因此，可以通过在中央流路21与逆变器模块8进行了热交换而温度上升的冷却水，来进一步冷却逆变器模块8中的发热量较小的部分。

转向流路23使冷却水从中央流路21折返到侧部流路22。如图16所示，在转向流路23折返的冷却水通过侧部流路22从出口流路3排出。

如上所述，逆变器模块8中的流路宽度方向的中央部分的发热量大，因此可以通过在冷却该中央部分的中央流路21设置突起部30，来高效地冷却逆变器模块8。此外，借助于转向流路23来折返的冷却水在侧部流路22流动，由此，可以进一步冷却逆变器模块8中的发热量较小的部分。

此外，也在侧部流路22形成突起部30而不仅仅在中央流路21形成突起部30，由此可以进一步提高逆变器模块8的热交换效率。

此外，如图17示出的第二变形例所示，也可以根据逆变器模块8的发热量，不在侧部流路22形成突起部30。在该情况下，不在侧部流路22形成突起部30，由此可以减小冷却水的阻力。

而后，参照图18，来对本发明的实施方式的第三变形例进行说明。

图18为对本发明的实施方式的第三变形例的流路20进行说明的立体图。

如图18所示，突起部30还具有整流鳍片37，其从在流路宽度方向上连续的山部33之间的连接部35中的朝向冷却水流动方向的下游突出的顶部36向冷却水流动方向下游延伸。

整流鳍片37形成为从山部33朝向冷却水流动方向下游。整流鳍片37形成为其长度为沿第二倾斜面32而到达谷部34。

如此，通过设置整流鳍片37来在流路宽度方向上分隔流路20，由此可以抑制整流鳍片37的两侧的冷却水的纵向涡彼此干涉。因此，可以在抑制冷却水的阻力的增加的同时提高冷却性能。

而后，参照图19，来对本发明的实施方式的第四变形例进行说明。

图19为对本发明的实施方式的第四变形例的流路20进行说明的立体图。

如图19所示，流路20具有宽广部25、宽缩小部26和宽窄部27。流路20形成为在流路宽度方向上，冷却水流动方向的下游侧比上游侧窄。

宽广部25形成为冷却水冷却逆变器模块8的整个流路宽度方向。宽广部25形成于冷却水从入口流路2流入的部分。因此，在宽广部25流动有温度较低的冷却水。因此，通过形成宽广部25，可以在抑制冷却水的流速的同时，在大的宽度上冷却逆变器模块8。

宽缩小部26从宽广部25向着宽窄部27而缓缓缩小流路宽度。宽缩小部26沿谷部34的棱线形成。因此，可以以不妨碍利用突起部30来形成的纵向涡的流动的方式缩小流路宽度，因此可以抑制阻力的增加。

宽窄部27形成为在流路宽度方向上比宽广部25窄。宽窄部27形成于与逆变器模块8中的发热量大的中央部分相对应的流路宽度方向的位置。在宽窄部27流动的冷却水的流速比在宽广部25流动的冷却水的流速快。因此，即使在宽广部25和宽缩小部26对逆变器模块8进行冷却而使得冷却水的温度上升，也可以通过提高流速来在宽窄部27中冷却逆变器模块8。

而后，参照图20至图23，来对本发明的实施方式的第五变形例至第八变形例进行说明。

图20为对本发明的实施方式的第五变形例的流路20进行说明的立体图。图21为对本发明的实施方式的第六变形例的流路20进行说明的立体图。图22为对本发明的实施方式的第七变形例的流路20进行说明的立体图。图23为对本发明的实施方式的第八变形例的流路20进行说明的立体图。

在图20至图23中，为了看到突起部30的形状而示出取下了外筒5或者内筒6的一部分的状态。在图20至图23所示出的各变形例中，代替逆变器模块8而应用外形为圆柱形状的电动机(驱动用电动机)80作为被冷却设备。

在图20所示出的第五变形例中，冷却装置1具有圆筒状的外筒5和与外筒5的内周隔着间隔而设置的用于在内周收容电动机80的圆筒状的内筒6。外筒5的内径形成为大于内筒6的外径。在外筒5的内周形成第一宽广面11，在内筒6的外周形成第二宽广面12。

流路20在外筒5和内筒6之间形成为圆环状。冷却水沿中心轴方向流动于流路20。即，第一宽广面11和第二宽广面12沿冷却水流动方向直线状延伸，并沿与冷却水流动方向正交的方向圆形弯曲。

突起部30被设置为从第二宽广面12的外周向流路20内突出并在流路宽度方向上延伸，且在作为冷却水流动方向的流路20的中心轴方向上并排配置。突起部30不设置于第一宽广面11。

在图21所示出的第六变形例中，冷却装置1具有圆筒状的外筒5和与外筒5的内周隔着间隔而设置的用于在内周收容电动机80的圆筒状的内筒6。外筒5的内径形成为大于内筒6的外径。在外筒5的内周形成第一宽广面11，在内筒6的外周形成第二宽广面12。

流路20在外筒5和内筒6之间形成为圆环状。冷却水沿周向流动于流路20。即，第一宽广面11和第二宽广面12沿冷却水流动方向圆形弯曲，并沿与冷却水流动方向正交的方向直线状延伸。

突起部30被设置为从第二宽广面12的外周向流路20内突出并在流路宽度方向上延伸，且在作为冷却水流动方向的流路20的周向上并排配置。突起部30不设置于第一宽广面11。

在图22所示出的第七变形例中，冷却装置1具有圆筒状的外筒5和与外筒5的内周隔着间隔而设置的用于在内周收容电动机80的圆筒状的内筒6。外筒5的内径形成为大于内筒6的外径。在外筒5的内周形成第二宽广面12，在内筒6的外周形成第一宽广面11。

流路20在外筒5和内筒6之间形成为圆环状。冷却水沿中心轴方向流动于流路20。即，第一宽广面11和第二宽广面12沿冷却水流动方向直线状延伸，并沿与冷却水流动方向正交的方向圆形弯曲。

突起部30被设置为从第二宽广面12的内周向流路20内突出并在流路宽度方向上延伸，且在作为冷却水流动方向的流路20的中心轴方向上并排配置。突起部30不设置于第一宽广面11。

在图23所示出的第八变形例中，冷却装置1具有圆筒状的外筒5和与外筒5的内周隔着间隔而设置的用于在内周收容电动机80的圆筒状的内筒6。外筒5的内径形成为大于内筒6的外径。在外筒5的内周形成第二宽广面12，在内筒6的外周形成第一宽广面11。

流路20在外筒5和内筒6之间形成为圆环状。冷却水沿周向流动于流路20。即，第一宽广面11和第二宽广面12沿冷却水流动方向圆形弯曲，并沿与冷却水流动方向正交的方向直线状延伸。

突起部30被设置为从第二宽广面12的内周向流路20内突出并在流路宽度方向上延伸，且在作为冷却水流动方向的流路20的周向上并排配置。突起部30不设置于第一宽广面11。

如上所述，在第五变形例至第八变形例中，第一宽广面11和第二宽广面12在冷却水流动方向和与该冷却水流动方向正交的方向中的一个方向上直线状延伸，并在另一个方向上直线状延伸或者圆形弯曲。如此地，扁平状的流路20不一定必须是包含两条直线的几何学上的平面状，也可以形成为曲面状。具体地，流路20形成于形成为圆筒状的外筒5和内筒6之间，可以沿冷却水流动方向圆形弯曲，也可以沿与冷却水流动方向正交的方向圆形弯曲。

如此地，不只是在第一宽广面11和第二宽广面12形成为平面状的情况下，在流路20形成于圆周方向的情况下、在流路20沿宽度方向圆形弯曲的情况下，也可以设置突起部30，由此，可以根据在流路20内流通的冷却水的流动方式提高作为被冷却设备的电动机80和冷却水之间的热交换效率。

根据以上的实施方式，可发挥如下所示效果。

在具有第一宽广面11和与该第一宽广面11相对置的第二宽广面12、且冷却水流通于在第一宽广面11和第二宽广面12之间形成的扁平状的流路20而对逆变器模块8进行冷却的冷却装置1中，第一宽广面11通过冷却水来冷却逆变器模块8，第二宽广面12具有向流路20内突出并在流路宽度方向上延伸设置且在冷却水流动方向上并排配置的多个突起部30，不在第一宽广面11设置突起部30，突起部30具有以从冷却水流动方向的上游朝向下游接近第一宽广面11的方式倾斜的第一倾斜面31、和在冷却水流动方向上与第一倾斜面31交替配置并以从冷却水流动方向的上游朝向下游远离第一宽广面11的方式倾斜的第二倾斜面32，突起部30形成为在沿冷却水流动方向的剖视图中，虚拟的第一圆C1三点内接于第一宽广面11、第二倾斜面32和在该第二倾斜面32的冷却水流动方向下游相邻的第一倾斜面31。

根据该结构，突起部30形成为在沿冷却水流动方向的剖视图中，虚拟的第一圆C1三点内接于第一宽广面11、第二倾斜面32和在该第二倾斜面32的冷却水流动方向下游相邻的第一倾斜面31。因此，冷却水在从第一倾斜面31流向在冷却水流动方向下游相邻的第二倾斜面32时，产生纵向涡而沿第二倾斜面32流动，并在虚拟的第一圆C1三点内接的空间成为大的纵向涡。因此，可以提高虚拟的第一圆C1三点内接的空间中的逆变器模块8和冷却水之间的热交换效率。因此，可以根据在流路20内流通的冷却水的流动方式提高逆变器模块8和冷却水之间的热交换效率。

此外，突起部30具有形成于第一倾斜面31和在该第一倾斜面31的冷却水流动方向下游相邻的第二倾斜面32之间的山部33、和形成于第二倾斜面32和在该第二倾斜面32的冷却水流动方向下游相邻的第一倾斜面31之间的谷部34，突起部30形成为在沿冷却水流动方向的剖视图中，虚拟的第二圆C2三点接于山部33的上游侧的第一倾斜面31、该山部33的下游侧的第二倾斜面32和与第一宽广面11相对置且谷部34所处的虚拟的对置面S，并形成为山部33不在第二圆C2内。

根据该结构，冷却水在通过山部33和第一宽广面11之间的流路20时，倾向于流向近乎与山部33的棱线相垂直的方向以减小阻力。另一方面，冷却水在通过谷部34和第一宽广面11之间的流路20时，倾向于流向阻力小的沿着谷部34的棱线的方向。如此地，冷却水交替通过山部33和谷部34，由此，在夹在一对山部33之间的谷部34产生强力的旋涡(纵向涡)。因此，可以高效地产生纵向涡。

此外，在将第一圆C1的半径设为Rm1、将第二圆C2的半径设为Rm2时，Rm1＞Rm2。

根据该结构，通过使Rm1＞Rm2，可以充分保证山部33和第一宽广面11之间的流路20的流路截面积。

此外，在将在流体流动方向上相邻的山部33之间的间距设为P、将山部33和第一宽广面11之间的距离设为Dv时，Rm1×P/Dv为4～40。

根据该结构，在Rm1×P/Dv处于4～40的范围时，相比于没有形成突起部30的平整的流路，冷却装置1的性能上升。因此，通过使Rm1×P/Dv处于4～40的范围，可以提高热通过率，即可以增大性能提高幅度。

此外，在流路宽度方向上相邻的突起部30以向着冷却水流动方向成为彼此不同的方式向相反方向倾斜，在流路宽度方向上相邻的山部33的棱线连续地形成，在流路宽度方向上相邻的谷部34的棱线连续地形成。

根据该结构，可以使得流路20内的冷却水的温度分布良好。

此外，突起部30形成于流路宽度方向上的整个宽度上。

根据该结构，在存在没有形成突起部30的部分的情况下，可能存在冷却水在该部分环绕而流动的风险，而通过在流路宽度方向上的整个宽度上形成突起部30，可以防止热交换效率的下降。

此外，流路20具有设置有突起部30的中央流路21、设置于中央流路21的流路宽度方向的外侧的侧部流路22和使冷却水从中央流路21折返到侧部流路22的转向流路23。

根据该结构，逆变器模块8中的流路宽度方向的中央部分的发热量大，因此可以通过在冷却该中央部分的中央流路21设置突起部30，来高效地冷却逆变器模块8。此外，借助于转向流路23来折返的冷却水在侧部流路22流动，由此，可以进一步冷却逆变器模块8中的发热量较小的部分。

此外，在侧部流路22形成有突起部30。

根据该结构，也在侧部流路22形成突起部30而不仅仅在中央流路21形成突起部30，由此可以进一步提高逆变器模块8的热交换效率。

此外，也可以根据逆变器模块8的发热量，不在侧部流路22形成突起部30。在该情况下，不在侧部流路22形成突起部30，由此可以减小冷却水的阻力。

此外，流路20形成为在流路宽度方向上，冷却水流动方向的下游侧比上游侧窄。

根据该结构，在宽窄部27流动的冷却水的流速比在宽广部25流动的冷却水的流速快。因此，即使在宽广部25和宽缩小部26对逆变器模块8进行冷却而使得冷却水的温度上升，也可以通过提高流速来在宽窄部27中冷却逆变器模块8。

此外，第一宽广面11由逆变器模块8的底面形成。

根据该结构，可以通过使冷却水直接接触逆变器模块8，来进一步地提高热交换效率。

此外，突起部30具有形成于第一倾斜面31和在该第一倾斜面31的冷却水流动方向下游相邻的第二倾斜面32之间的山部33、形成于第二倾斜面32和在该第二倾斜面32的冷却水流动方向下游相邻的第一倾斜面31之间的谷部34、和从在流路宽度方向上连续的山部33之间的连接部35中的朝向冷却水流动方向的下游突出的顶部36向冷却水流动方向下游延伸的整流鳍片37。

根据该结构，通过设置整流鳍片37来在流路宽度方向上分隔流路20，由此可以抑制整流鳍片37的两侧的冷却水的纵向涡彼此干涉。因此，可以在抑制冷却水的阻力的增加的同时提高冷却性能。

此外，第一宽广面11在冷却水流动方向和与该冷却水流动方向正交的方向中的一个方向上直线状延伸，并在另一个方向上直线状延伸或者圆形弯曲。

根据该结构，不只是在第一宽广面11形成为平面状的情况下，在流路20形成于圆周方向的情况下、在流路20沿宽度方向圆形弯曲的情况下，也可以设置突起部30，由此，可以根据在流路20内流通的冷却水的流动方式提高作为被冷却设备的电动机80和冷却水之间的热交换效率。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式仅示出了本发明的适用例的一部分，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式的具体结构。

例如，在上述的实施方式中，冷却装置1用于冷却逆变器模块8或者电动机80，但替代地，也可以用于冷却其他的被冷却设备。

本申请要求基于2020年3月31日向日本特许厅提出的特愿2020-063569的优先权，并且该申请的全部内容以引用的方式并入本申请的说明书中。

Claims (12)

1.一种冷却装置，其具有第一宽广面和与所述第一宽广面相对置的第二宽广面，流体流通于在所述第一宽广面和所述第二宽广面之间形成的扁平状的流路而对被冷却设备进行冷却，其中，

所述第二宽广面具有向所述流路内突出而在流路宽度方向上延伸设置并在流体流动方向上并排配置的多个突起部，

不在所述第一宽广面设置所述突起部，

所述突起部具有：

第一倾斜面，其以从所述流体流动方向的上游向下游接近所述第一宽广面的方式倾斜；以及

第二倾斜面，其在所述流体流动方向上与所述第一倾斜面交替配置，并以从所述流体流动方向的上游向下游远离所述第一宽广面的方式倾斜，

所述突起部形成为：在沿所述流体流动方向的剖视图中，虚拟的第一圆三点内接于所述第一宽广面、所述第二倾斜面和在所述第二倾斜面的所述流体流动方向下游相邻的所述第一倾斜面。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，

所述突起部具有：

山部，其形成于所述第一倾斜面和在所述第一倾斜面的所述流体流动方向下游相邻的所述第二倾斜面之间；以及

谷部，其形成于所述第二倾斜面和在所述第二倾斜面的所述流体流动方向下游相邻的所述第一倾斜面之间，

所述突起部形成为：在沿所述流体流动方向的剖视图中，虚拟的第二圆三点接于所述山部的上游侧的所述第一倾斜面、所述山部的下游侧的所述第二倾斜面和与所述第一宽广面相对置且所述谷部所处的虚拟的对置面，所述山部不在第二圆内。

3.根据权利要求2所述的冷却装置，其中，

在将所述第一圆的半径设为Rm1、将所述第二圆的半径设为Rm2时，Rm1＞Rm2。

4.根据权利要求3所述的冷却装置，其中，

在将在所述流体流动方向上相邻的所述山部之间的间距设为P、将所述山部和所述第一宽广面之间的距离设为Dv时，Rm1×P/Dv为4～40。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的冷却装置，其中，

在所述流路宽度方向上相邻的所述突起部以向着所述流体流动方向彼此成为不同的方式向相反方向倾斜，

在所述流路宽度方向上相邻的所述山部的棱线连续地形成，

在所述流路宽度方向上相邻的所述谷部的棱线连续地形成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的冷却装置，其中，

所述突起部形成于所述流路宽度方向上的整个宽度上。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的冷却装置，其中，

所述流路具有：

中央流路，其设置有所述突起部；

侧部流路，其设置于所述中央流路的所述流路宽度方向的外侧；以及

转向流路，其使流体从所述中央流路折返于所述侧部流路。

8.根据权利要求7所述的冷却装置，其中，

在所述侧部流路形成有所述突起部。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的冷却装置，其中，

所述流路形成为：在所述流路宽度方向上，所述流体流动方向的下游侧比上游侧窄。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的冷却装置，其中，

所述第一宽广面由所述被冷却设备的底面形成。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的冷却装置，其中，

所述突起部具有：

山部，其形成于所述第一倾斜面和在所述第一倾斜面的所述流体流动方向下游相邻的所述第二倾斜面之间；

谷部，其形成于所述第二倾斜面和在所述第二倾斜面的所述流体流动方向下游相邻的所述第一倾斜面之间；以及

整流鳍片，其从在所述流路宽度方向上连续的所述山部之间的连接部中的朝向所述流体流动方向的下游突出的顶部向所述流体流动方向下游延伸。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的冷却装置，其中，

所述第一宽广面在流体流动方向和与所述流体流动方向正交的方向中的一个方向上直线状延伸，并在另一个方向上直线状延伸或者圆形弯曲。

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