DE112016004166B4

DE112016004166B4 - Kühlvorrichtung, energieumwandlungs-vorrichtung und kühlsystem

Info

Publication number: DE112016004166B4
Application number: DE112016004166.7T
Authority: DE
Inventors: Yugo Asai; Shigetoshi Ipposhi; Masaru Shinozaki; Hiroyuki Higashino; Kazuki Sakata; Masakazu Tani
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-09-14
Filing date: 2016-04-22
Publication date: 2024-01-18
Anticipated expiration: 2036-04-23
Also published as: US10729040B2; JP6461361B2; WO2017047151A1; DE112016004166T5; JPWO2017047151A1; US20180249596A1; CN108029221A; CN108029221B

Abstract

Kühlvorrichtung (20), die so konfiguriert ist, dass eine elektronische Einheit (11) gekühlt wird, indem ein Kältemittel veranlasst wird, durch einen Innenbereich eines Gehäuses (21) hindurch zu strömen,wobei die Kühlvorrichtung (20) Folgendes aufweist:- einen Kältemittel-Einlassbereich (23), der so konfiguriert ist, dass das Kältemittel von einem Außenbereich des Gehäuses (21) zu dem Innenbereich des Gehäuses (21) geleitet wird;- einen Kältemittel-Auslassbereich (24), der so konfiguriert ist, dass das Kältemittel von dem Innenbereich des Gehäuses (21) zu dem Außenbereich des Gehäuses (21) geleitet wird; und- ein Metall-Element (22), das so konfiguriert ist, dass ein Strömungspfad-Bereich gebildet wird, in dem das Kältemittel veranlasst wird, in dem Innenbereich des Gehäuses (21) von dem Kältemittel-Einlassbereich (23) zu dem Kältemittel-Auslassbereich (24) zu strömen,wobei das Metall-Element (22) Folgendes aufweist:- eine Mehrzahl von Öffnungsbereichen (36), die so konfiguriert sind, dass das Kältemittel veranlasst wird, durch diese hindurch zu strömen; und- einen Einfang- und Reduktionsbereich (37), der eine solche Form aufweist, dass Luftblasen (30) eingefangen werden, die durch eine Verbindungsoberfläche (35) zwischen dem Gehäuse (21) und der elektronischen Einheit (11) erzeugt werden, um so die Luftblasen (30) durch Kühlen mittels des Kältemittels zu reduzieren, wenn die elektronische Einheit (11) gekühlt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie ein Wärme erzeugendes Element kühlt, wie beispielweise eine elektronische Einheit, das bzw. die mit einer Energieumwandlung verbunden ist, auf eine Energieumwandlungs-Vorrichtung, welche eine solche Kühlvorrichtung aufweist, sowie auf ein Kühlsystem, das eine solche Energieumwandlungs-Vorrichtung verwendet.
STAND DER TECHNIK
Allgemein ist ein Kühlsystem bekannt, das so konfiguriert ist, dass Luft oder ein flüssiges Kältemittel zirkuliert wird. Zum Beispiel ist ein Kühlsystem, welches ein flüssiges Kältemittel verwendet, so konfiguriert, dass das flüssige Kältemittel mittels einer Pumpe zirkuliert wird, ein Wärme erzeugendes Element mittels einer Kühlvorrichtung gekühlt wird und Wärme mittels eines Radiators abgegeben wird. Des Weiteren ist ein Kühlsystem bekannt, bei dem ein flüssiges Kältemittel mittels einer Kühlvorrichtung zum Sieden gebracht wird, um das Kühlungsvermögen zu verbessern (siehe zum Beispiel die Patentliteratur 1).
Aus der JP H02- 58 296 A (Patentliteratur 2) ist eine Konvektionssiede-Kühlvorrichtung zur Kühlung einer mit mehreren Halbleiterbauelementen bestückten Leiterplatte bekannt. Die Leiterplatte wird in einem Kühlbehälter aufbewahrt, in welchem eine Kühlflüssigkeit durch abgestrahlte Wärme zur erzwungenen Konvektion und zum Sieden gebracht wird. Die Flüssigkeit wird durch einen Wärmetauscher abgekühlt, der aus Hohlrohren aus einem porösen Material gebildet ist.
Aus der JP S54- 61 346 A (Patentliteratur 3) ist eine Siede- und Kühlvorrichtung bekannt, die ein in einem Behälter gelagertes flüssiges Kältemittel aufweist. Dabei ist eine elektrische Vorrichtung so angeordnet, dass sie in das Kältemittel eingetaucht ist. Das Kältemittel wird durch Wärmeerzeugung während des Betriebs der elektrischen Vorrichtung erhitzt.
Die DE 32 13 112 A1 (Patentliteratur 4) offenbart einen Siedekühlapparat mit einem flüssigen Kühlmittel, einem in das flüssige Kühlmittel eingetauchten Wärmeerzeugungselement, und einem Behälter zum Aufnehmen des flüssigen Kühlmittels und des Wärmeerzeugungselementes. Dabei ist in dem Wärmeerzeugungselement zumindest eine erste Passage vorgesehen, sodass durch die von dem Wärmeerzeugungselement erzeugte Wärme gebildeten Blasen des flüssigen Kühlmittels durch diese erste Passage nach oben strömen können, und zusätzliche eine zweite Passagen vorgesehen, wobei auf das flüssige Kühlmittel hier so eingewirkt wird, dass es in Berührung mit der Innenwand des Behälters durch eine Kraft nach unten strömt, die durch den aufsteigender Strom der genannten Blasen erzeugt wird. Diese zweite Passage ist am Boden der ersten Passage und steht mit dieser so in Verbindung, dass der nach unten gerichtete Strom des flüssigen Kühlmittels aus der zweiten Passage in die erste Passage geleitet wird.
LITERATURLISTE
Patentliteratur

PTL 1: JP 2013- 44 496 A (Absatz [0026], 1)
PTL 2: JP H02- 58 296 A
PTL 3: JP S54- 61 346 A
PTL 4: DE 32 13 112 A1

KURZBESCHREIBUNG
Technisches Problem
In einem derartigen Kühlsystem besteht ein Risiko dahingehend, dass Luftblasen, die durch ein Sieden in der Kühlvorrichtung erzeugt werden, in die Pumpe hineinströmen können. Wenn die Luftblasen in der Pumpe kondensieren, tritt eine Hohlraumbildung auf, und folglich besteht ein Problem dahingehend, dass Vibrationen, Störgeräusche sowie ein Brechen von Rohren verursacht werden können.
Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um das vorstehend erwähnte Problem zu lösen, und ihre Aufgabe besteht darin, eine Kühlvorrichtung, eine Energieumwandlungs-Vorrichtung sowie ein Kühlsystem anzugeben, das verhindern kann, dass Luftblasen, die in der Kühlvorrichtung durch das Sieden erzeugt werden, aus der Kühlvorrichtung herausströmen, so dass ein Effekt verbessert werden kann, durch den Vibrationen, Störgeräusche und ein Brechen von Rohren verhindert wird.
Lösung für das Problem
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Kühlvorrichtung gemäß Patentanspruch 1, die Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß Patentanspruch 9 sowie durch das Kühlsystem gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 1 bis 8 angegeben.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Bei der Kühlvorrichtung, der Energieumwandlungs-Vorrichtung und dem Kühlsystem der vorliegenden Erfindung ist das Metall-Element, das den Strömungspfad-Bereich bildet, in dem das Kältemittel veranlasst wird, in dem Innenbereich des Gehäuses von dem Kältemittel-Einlassbereich zu dem Kältemittel-Auslassbereich zu strömen, in der Kühlvorrichtung angeordnet. Das Metall-Element weist eine Mehrzahl von Öffnungsbereichen auf, die so konfiguriert sind, dass das Kältemittel veranlasst wird, durch diese hindurch zu strömen, und weist einen Einfang- und Reduktionsbereich auf, der eine solche Form aufweist, dass die Luftblasen eingefangen werden, die durch die Verbindungsoberfläche zwischen dem Gehäuse und der elektronischen Einheit erzeugt werden, um so die Luftblasen durch das Kühlen mittels des Kältemittels zu reduzieren, wenn die elektronische Einheit gekühlt wird.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, den Effekt zu verbessern, durch den verhindert wird, dass die Luftblasen, die durch das Sieden in der Kühlvorrichtung erzeugt werden, aus der Kühlvorrichtung herausströmen, so dass der Effekt verbessert werden kann, durch den die Vibrationen, die Störgeräusche und das Brechen der Rohre verhindert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Figuren zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Kühlsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht des äußeren Erscheinungsbilds einer Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3A eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3B eine schematische Schnittansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition A-A in 3A;
3C eine schematische Schnittansicht eines weiteren Beispiels der Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition A-A in 3A
4 eine Draufsicht auf ein Gehäuse einer Kühlvorrichtung, die in der Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet ist;
5 eine schematische Schnittansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition B-B;
6 eine Draufsicht auf ein gestanztes Metallteil, das als Metall-Element dient, das bei der Kühlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
7A bis 7C eine Seitenansicht einer Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Schnittansicht und eine vergrößerte Ansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition C-C;
8A und 8B eine Seitenansicht einer Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Schnittansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition D-D;
9A und 9B eine Seitenansicht einer Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Schnittansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition E-E;
10A und 10B eine Seitenansicht einer Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Schnittansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition F-F;
11A und 11B eine Seitenansicht einer Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Schnittansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition G-G;
12A und 12B eine Seitenansicht einer Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Schnittansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition H-H;
13A und 13B eine Seitenansicht einer Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Schnittansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition I-I;
14 eine perspektivische Ansicht des äußeren Erscheinungsbilds einer Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15A und 15B eine Seitenansicht einer Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Schnittansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition J-J;
16A bis 16C eine Seitenansicht einer Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Schnittansicht und eine vergrößerte Ansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition K-K;
17A bis 17C eine Seitenansicht einer Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Schnittansicht und eine vergrößerte Ansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung gemäß der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition L-L.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform (FIG. 1 bis FIG. 6)
Unter Bezugnahme auf 1 bis 6 werden ein Kühlsystem 1, eine Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 sowie eine Kühlvorrichtung 20 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den Zeichnungen sind die gleichen oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und das gleiche gilt im Folgenden.
1 ist eine schematische Ansicht des Kühlsystems 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 dargestellt, weist das Kühlsystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Folgendes auf: die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10, eine Pumpe 3, einen Verbrennungsmotor 6 sowie einen Radiator 4. Bei dem Kühlsystem 1 handelt es sich zum Beispiel um ein Kühlsystem 1, das so konfiguriert ist, dass ein flüssiges Kältemittel als ein Kältemittel gekühlt wird, indem das flüssige Kältemittel zirkuliert wird. Das Kühlsystem 1 ist an einem Fahrzeug angebracht, wie beispielsweise einem Kraftfahrzeug oder einem Zug.
Bei dem Kühlsystem 1 ist die Pumpe 3 mit der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 und dem Verbrennungsmotor 6 verbunden, und der Radiator 4 ist mittels Kältemittelrohren 2, in denen das Kältemittel strömt, mit dem Verbrennungsmotor 6 und der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 verbunden, so dass ein Zirkulationspfad gebildet wird. Wie in 1 dargestellt, sind die Pumpe 3, der Verbrennungsmotor 6, der Radiator 4 und die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Uhrzeigersinn angeordnet.
Bei der Pumpe 3 handelt es sich um eine Antriebsquelle, die so konfiguriert ist, dass das flüssige Kältemittel in den Kältemittelrohren 2 zirkuliert wird. Das Kältemittel, das mittels der Pumpe 3 zirkuliert wird, nimmt in der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 Wärme auf und gibt Wärme in dem Radiator 4 in den Außenbereich ab. Das Kühlsystem 1 kann einen Sammelbehälter aufweisen, der so konfiguriert ist, dass eine überschüssige Flüssigkeit des Kältemittels gespeichert wird. Ferner ist der Sammelbehälter dem Atmosphärendruck ausgesetzt, und Gas, zum Beispiel Luft, die in dem Kältemittel gelöst ist, kann entfernt werden. Der Sammelbehälter kann zum Beispiel zwischen dem Radiator 4 und der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 angeordnet sein.
2 ist eine perspektivische Ansicht des äußeren Erscheinungsbilds der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist elektronische Einheiten 11 und die Kühlvorrichtung 20 auf. Bei der Kühlvorrichtung 20 sind die elektronischen Einheiten 11, die Wärme erzeugen, an einer Außenseite eines Gehäuses 21 angeordnet.
Die Kühlvorrichtung 20 ist so konfiguriert, dass den elektronischen Einheiten 11 Wärme entzogen wird. Die elektronischen Einheiten 11 sind zumindest an einer von einer unteren Oberfläche oder einer seitlichen Oberfläche der Außenseite des Gehäuses 21 angeordnet. Bei der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die elektronischen Einheiten 11 an der unteren Oberfläche angeordnet.
Wenn die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10, die das Gehäuse 21 aufweist, in dem Fahrzeug oder dergleichen montiert ist, ist eine Oberfläche des Gehäuses 21 an einer Oberseite in einer vertikalen Richtung als eine obere Oberfläche definiert, eine Oberfläche des Gehäuses 21 an einer Unterseite in der vertikalen Richtung ist als die untere Oberfläche definiert, und Oberflächen des Gehäuses 21 in einer horizontalen Richtung sind als seitliche Oberflächen definiert.
Ferner ist in dem Gehäuse 21 der Kühlvorrichtung 20 ein Kältemittel-Strömungspfad ausgebildet. Das Kältemittel strömt durch einen Kältemittel-Einlassbereich 23 in den Kältemittel-Strömungspfad hinein und strömt durch einen Kältemittel-Auslassbereich 21 aus diesem heraus. Die elektronischen Einheiten 11 erwärmen das Kältemittel in dem Gehäuse 21, und demzufolge wird den elektronischen Einheiten 11 die Wärme entzogen.
Als elektronische Einheiten 11, die Wärme erzeugen, können eine Steuerschaltung, eine Antriebsschaltung, ein Kondensator, ein Leistungsmodul, wie beispielsweise aus SiC, oder ein Abwärtswandler gegeben sein, die elektronische Einheit 11 ist jedoch nicht auf diese beschränkt. Ferner sind die elektronischen Einheiten 11 zum Beispiel mit Kabelbäumen miteinander verbunden.
Als nächstes wird die Konfiguration der Kühlvorrichtung 20 beschrieben. 3A ist eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 3B und 3C sind eine schematische Ansicht und eine schematische Schnittansicht entlang der Schnittposition A-A. In 3A ist die Schnittposition A-A der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 in einer Seitenansicht dargestellt. 3B und 3C sind schematische Schnittansichten von zwei Beispielen der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 entlang der Schnittposition A-A.
Sowohl in 3B als auch in 3C weist ein Querschnitt eines Metall-Elements 22 an einer Oberfläche, die einer Verbindungsoberfläche 35 gegenüberliegt, die das Kältemittel und die elektronischen Einheiten 11 thermisch verbindet, eine gefaltete Form (eine Zick-Zack-Form) auf. Ferner ist 4 eine Draufsicht auf die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 4 ist die Schnittposition B-B der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 in einer Draufsicht dargestellt. 5 ist eine schematische Schnittansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition B-B.
Das heißt, die Kühlvorrichtung 20 weist das Gehäuse 21 und das Metall-Element 22 auf, wie in 3B dargestellt. Die elektronische Einheit 11 wird gekühlt, indem das Kältemittel veranlasst wird, in dem Gehäuse 21 zu strömen. Die Kühlvorrichtung 20 weist den Kältemittel-Einlassbereich 23 auf, der so konfiguriert ist, dass das Kältemittel von einem Außenbereich des Gehäuses 21 in einen Innenbereich des Gehäuses 21 eingeleitet wird, sie weist den Kältemittel-Auslassbereich 24 auf, der so konfiguriert ist, dass das Kältemittel von dem Innenbereich des Gehäuses 21 zu dem Außenbereich des Gehäuses 21 geleitet wird, und sie weist das Metall-Element 22 auf, das einen Strömungspfad-Bereich bildet, in dem das Kältemittel veranlasst wird, in dem Innenbereich des Gehäuses 21 von dem Kältemittel-Einlassbereich 23 zu dem Kältemittel-Auslassbereich 24 zu strömen.
Das Metall-Element 22 weist eine Mehrzahl von Öffnungsbereichen 36 auf, die bewirken, dass das Kältemittel durch diese hindurch strömt, und es weist einen Einfang- und Reduktionsbereich 37 auf. Der Einfang und Reduktionsbereich 37 weist eine solche Form auf, dass die Luftblasen eingefangen werden, die durch die Verbindungsoberfläche 35 zwischen dem Gehäuse 21 und den elektronischen Einheiten 11 erzeugt werden, um so die Luftblasen durch Kühlen mittels des Kältemittels zu reduzieren, wenn die elektronischen Einheiten 11 gekühlt werden. Der Einfang- und Reduktionsbereich 37 kann auch irgendeine andere Form als eine gefaltete Form (eine Zick-Zack-Form) aufweisen, die vorstehend beschrieben ist, solange es die Form ermöglicht, dass die Luftblasen eingefangen und reduziert werden, wie beispielsweise eine Wellenform.
Das Gehäuse 21 ist bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus einem viereckigen Prisma gebildet. Das Metall-Element 22 weist insgesamt eine ringförmige Gestalt auf und unterteilt den Kältemittel-Strömungspfad in einen ersten Bereich 25 an einer Außenseite, der eine beheizte Oberfläche des Gehäuses 21 aufweist, an der die elektronischen Einheiten 11 angeordnet sind, und einen zweiten Bereich 26 auf einer Innenseite, der den Kältemittel-Einlassbereich 23 und den Kältemittel-Auslassbereich 24 aufweist.
Wenn eine gerade Linie, die den Kältemittel-Einlassbereich 23 und den Kältemittel-Auslassbereich 24 verbindet, als eine axiale Richtung definiert ist, so ist das Metall-Element 22 in dem Kältemittel-Strömungspfad so angeordnet, dass es sich in der axialen Richtung erstreckt. Ferner untereilt das Metall-Element 22 den Kältemittel-Strömungspfad und verhindert, dass die Luftblasen, die in der Nähe der beheizten Oberfläche in dem ersten Bereich erzeugt werden, zu dem zweiten Bereich wandern.
Ferner weist das Metall-Element 22 eine teilweise gefaltete Form anstelle einer flachen Form auf, so dass verhindert wird, dass sich die Luftblasen, die in der Nähe der beheizten Oberfläche in dem ersten Bereich 25 erzeugt werden, in einem Bereich konzentrieren. Folglich wird ein Effekt verbessert, durch den verhindert wird, dass die Luftblasen zu dem zweiten Bereich 26 wandern.
Ferner ist die Dicke einer Oberfläche (einer unteren Oberfläche), die den Einfang- und Reduktionsbereich 37 aufweist, bei dem Metall-Element 22 bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 3C dargestellt, geringer als die Dicke von Oberflächen (von seitlichen Oberflächen und einer oberen Oberfläche) vorgegeben, die keinen Einfang- und Reduktionsbereich 37 aufweisen.
Somit kann die Funktion des Einfangens und Reduzierens der Luftblasen an dem Einfang- und Reduktionsbereich 37 verbessert werden. Darüber hinaus kann das Gewicht des Metall-Elements 22 reduziert werden, so dass eine Reduktion von Gewicht und Kosten der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 erreicht werden kann.
Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der zweite Bereich 26 den Kältemittel-Einlassbereich 23 und den Kältemittel-Auslassbereich 24 auf. Ferner handelt es sich bei der beheizten Oberfläche um eine Wandoberfläche des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20, die einem Bereich entspricht, an dem die elektronischen Einheiten 11 angeordnet sind. In dem ersten Bereich 25 erwärmen die elektronischen Einheiten 11, die Wärme erzeugen, das Kältemittel in dem Gehäuse 21, und das Kältemittel wird durch die beheizte Oberfläche, an der die elektronischen Einheiten 11 angeordnet sind, zum Sieden gebracht.
Die Luftblasen 30 werden überwiegend durch diesen Prozess erzeugt. Die Wärme der elektronischen Einheiten 11 verteilt sich jedoch durch Wärmeleitung in dem Gehäuse 21, und demzufolge wird das Kältemittel nicht zwangsläufig nur durch die beheizte Oberfläche zum Sieden gebracht.
Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Kältemittel-Einlassbereich 23 in dem zweiten Bereich 26 enthalten. Somit kann verhindert werden, dass das Kältemittel, das in dem Radiator 4 Wärme abgibt, so dass es eine niedrigere Temperatur als eine Sättigungstemperatur aufweist, und das durch den Kältemittel-Einlassbereich 23 hereinströmt, zu dem Boden des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 strömt. Folglich wird verhindert, dass der Boden des Gehäuses 21 durch das Niedertemperatur-Kältemittel gekühlt wird, und demzufolge kann eine Erzeugung der Luftblasen 30 von dem Boden des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 durch das Sieden gefördert werden.
Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der Kältemittel-Einlassbereich 23 und der Kältemittel-Auslassbereich 24 an den seitlichen Oberflächen des Gehäuses 21 ausgebildet, sind jedoch nicht darauf beschränkt, in dem Gehäuses 21 ausgebildet zu sein. Ferner handelt es sich bei der Kühlvorrichtung 20 um eine dünne Metallplatte, die aus einem Metall hergestellt ist, wie beispielsweise Aluminium, einer Aluminium-Legierung oder Edelstahl.
Der Querschnitt der Kühlvorrichtung 20 muss nicht zwangsläufig eine rechteckige Gestalt aufweisen, wie in 3B dargestellt, und kann auch eine kreisförmige Gestalt, eine dreieckige Gestalt oder andere polygonale Gestalten aufweisen. Wie in 3B dargestellt, kann die Kühlvorrichtung 20 problemlos in dem Fahrzeug oder dergleichen montiert werden, wenn die Kühlvorrichtung 20 eine rechteckige Gestalt aufweist, bei der ein Aspektverhältnis der Querschnittsform gleich 1 oder ungefähr gleich 1 ist.
Es ist bevorzugt, dass das Aspektverhältnis gleich 0,9 bis 1,1 ist, und es ist bevorzugter, dass das Aspektverhältnis gleich 1 ist. Es ist möglich, einen Effekt zu erzielen, durch den das Anbringen der Kühlvorrichtung 20 insbesondere in einem kleinen Raum, wie beispielsweise einem Motorraum, erleichtert wird.
Ferner können Kältemittel, wie beispielsweise Wasser, ein Kältemittel mit langer Haltbarkeit (LLC) für das Fahrzeug sowie Fluorinert als das Kältemittel eingesetzt werden.
6 ist eine Draufsicht auf ein gestanztes Metallteil 22a gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das gestanzte Metallteil 22a als Metall-Element 22 verwendet. Als Metall-Element 22 werden überwiegend das gestanzte Metallteil 22a oder andere Metalle verwendet. Das gestanzte Metallteil 22a, das als Beispiel für das Metall-Element 22 dient, weist eine Mehrzahl von Öffnungen 22b in einem Teil 22c aus einem flachen Flächenkörper auf.
Mit dieser Konfiguration strömt das Kältemittel durch die Öffnungen 22b, und demzufolge kann das Kältemittel zwischen dem ersten Bereich 25 und dem zweiten Bereich 26 strömen. Indessen kann durch das Anordnen des Metall-Elements 22 verhindert werden, dass die Luftblasen 30, die durch das Sieden des Kältemittels erzeugt werden, von dem ersten Bereich 25 zu dem zweiten Bereich 26 wandern. Dies liegt daran, dass als Folge eines Kapillar-Phänomens, das in den Öffnungen 22b des Metall-Elements 22 auftritt, verhindert werden kann, dass die Luftblasen 30 von dem ersten Bereich 25 zu dem zweiten Bereich 26 wandern.
Ferner kann eine Mehrzahl von Metall-Elementen 22 angeordnet sein. Ferner ist der Effekt, durch den verhindert wird, dass die Luftblasen 30 von dem ersten Bereich 25 zu dem zweiten Bereich 26 wandern, in einem Fall, in dem das Metall-Element 22 eine gefaltete ringförmige Gestalt aufweist, im Vergleich zu einem Fall verbessert, in dem das Metall-Element 22 eine flache ringförmige Gestalt aufweist.
Der Öffnungsdurchmesser der Öffnung 22b kann kleiner als der Durchmesser der durch das Sieden erzeugten Luftblase 30 zum Zeitpunkt einer Abtrennung von der Wandoberfläche des Gehäuses 21 vorgegeben werden. Um den Durchmesser der durch das Sieden erzeugten Luftblase 30 zum Zeitpunkt einer Abtrennung von der Wandoberfläche des Gehäuses 21 abzuschätzen, kann der Ausdruck von Fritz nachstehend verwendet werden.
Das heißt, der Öffnungsdurchmesser der Öffnung 22b in dem Metall-Element 22 kann kleiner als der Durchmesser der Luftblase 30 sein, der durch den nachstehenden Ausdruck berechnet wird. In diesem Fall gibt d den Durchmesser [m] der Luftblase 30 wieder, Φ gibt einen Kontaktwinkel [rad] wieder, wenn sich die Luftblase 30 von der Wandoberfläche abtrennt, σ gibt eine Oberflächenspannung [N/m] des Kältemittels wieder, g gibt die Gravitationsbeschleunigung [m/s²] wieder, ρl gibt eine Dichte [kg/m³] des flüssigen Kältemittels wieder, und ρv gibt eine Dichte [kg/m³] eines gesättigten Dampfs des Kältemittels wieder.
Wenn der Durchmesser der Luftblase 30 zum Beispiel in einem Fall, in dem Wasser als Kältemittel verwendet wird, unter Verwendung des Ausdrucks von Fritz abgeschätzt wird, ist der Durchmesser der durch das Sieden erzeugten Luftblase 30 zum Zeitpunkt einer Abtrennung von der Wandoberfläche des Gehäuses 21 etwa gleich 2 mm bis etwa 3 mm. In einem Fall, in dem LLC als Kältemittel verwendet wird, ist der Durchmesser der durch das Sieden erzeugten Luftblase 30 zum Zeitpunkt einer Abtrennung von der Wandoberfläche des Gehäuses 21 etwa gleich 1 mm.
Ausdruck von Fritz: $d = 0,0209 Φ \sqrt{(σ / (g (ρ l - ρ ν)))}$
Wenn die Öffnung 22b eine kreisförmige Gestalt aufweist, ist es bevorzugt, dass der Öffnungsdurchmesser der Öffnung 22b gleich 0,1 mm bis 3,0 mm ist, und es ist bevorzugter, dass der Öffnungsdurchmesser der Öffnung 22b gleich 0,5 mm bis 2,5 mm ist. Wenn der Öffnungsdurchmesser 3,0 mm überschreitet, gibt es einen Fall, in dem die Luftblasen 30 dazu neigen, durch die Öffnung 22b hindurch zu strömen. Wenn der Öffnungsdurchmesser ferner kleiner als 0,1 mm ist, ist es schwierig für das flüssige Kältemittel, zwischen dem ersten Bereich 25 und dem zweiten Bereich 26 zu strömen.
Somit kann es einen Fall geben, in dem eine Innentemperatur des ersten Bereichs 25 weiter zunimmt und die Kühleffizienz abnimmt. Das heißt, der Öffnungsdurchmesser ist durch das Gleichgewicht zwischen einer Verhinderung des Durchströmens der Luftblasen und der Kühleffizienz bestimmt. Der Öffnungsdurchmesser der Öffnung 22b ist jedoch nicht auf 0,1 mm bis 3,0 mm beschränkt. Bei dem Metall-Element 22 kann die Abmessung des Öffnungsdurchmessers oder das Öffnungsverhältnis der Öffnung 22b in einer geeigneten Weise eingestellt werden.
In diesem Fall ist es möglich, dass die Öffnung 22b nicht nur eine kreisförmige Gestalt, sondern auch verschiedene andere Gestalten aufweist, wie beispielsweise eine elliptische Gestalt, eine quadratische Gestalt, eine dreieckige Gestalt oder eine rechteckige Gestalt. Mit Ausnahme eines Falls, in dem die Öffnung 22b eine kreisförmige Gestalt aufweist, kann ein äquivalenter Durchmesser als Öffnungsdurchmesser betrachtet werden. Ferner kann ein poröser Körper als Metall-Element 22 verwendet werden.
Wenn der poröse Körper verwendet wird, kann ein Mittelwert der Porendurchmesser des porösen Körpers als der Öffnungsdurchmesser betrachtet werden. Darüber hinaus muss die Öffnung 22b lediglich eine Öffnungsbreite aufweisen, die kleiner als der Durchmesser der Luftblase 30 ist. Bei der Öffnung 22b kann es sich zum Beispiel um einen Schlitz mit der einen Öffnung 22b mit einer Öffnungsbreite, die kleiner als der Durchmesser der Luftblase 30 ist, und der anderen Öffnung 22b mit einer großen Öffnungsbreite handeln.
Um das Anbringen des Metall-Elements 22 an dem Gehäuse 21 zu erleichtern, kann an dem Gehäuse 21 ein Rahmen für ein Anbringen des Metall-Elements 22 angeordnet sein. Mit dieser Konfiguration kann gemäß einer Änderung in der Spezifikation, wie beispielsweise einer Änderung der Art des Kältemittels, einer Änderung einer Wärmeerzeugungsmenge der elektronischen Einheit 11 durch eine Änderung der Art der elektronischen Einheit 11 oder einer Änderung einer Außentemperatur, das Metall-Element 22 problemlos ausgewechselt werden, und es kann der Öffnungsdurchmesser der Öffnung 22b geändert werden.
Das Metall-Element 22 ist zum Beispiel mit einer Schraube oder mittels Schweißen an der Wandoberfläche des Gehäuses 21 befestigt. Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das gestanzte Metallteil 22a mittels Schweißen an der Wandoberfläche des Gehäuses 21 befestigt. Es ist bevorzugt, dass das Material des Metall-Elements 22 das gleiche Material wie jenes des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 ist. Auf diese Weise kann eine Korrosion verhindert werden.
Betrieb
Als nächstes wird der Betrieb des Kühlsystems 1, der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 sowie der Kühlvorrichtung 20 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie durch die Pfeile in 1 gezeigt, wird das Kältemittel mittels der Pumpe 3 in eine Richtung zu dem Verbrennungsmotor 6 hin befördert. Das Kältemittel strömt durch den Verbrennungsmotor 6, den Radiator 4, die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 sowie die Pumpe 3 in der angegebenen Reihenfolge. Auf diese Weise zirkuliert das Kältemittel durch das Kühlsystem 1. Bei diesem Prozess nimmt das Kältemittel in der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 Wärme auf und gibt die Wärme in dem Radiator 4 ab.
Der in 2 dargestellte Kältemittel-Einlassbereich 23 ist mit der Seite des Radiators 4 verbunden, und die Seite des Kältemittel-Auslassbereichs 24 ist mit der Seite der Pumpe 3 verbunden. Auf diese Weise strömt das Kältemittel von dem Kältemittel-Einlassbereich 23 zu der Seite des Kältemittel-Auslassbereichs 24. Bei der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10, bei der die elektronischen Einheiten 11, die Wärme erzeugen, an der unteren Oberfläche der Kühlvorrichtung 20 angeordnet sind, wird das Kältemittel in der Kühlvorrichtung 20 mittels der Wärme der elektronischen Einheiten 11 durch die beheizte Oberfläche der unteren Oberfläche der Kühlvorrichtung 20, wie in 3B dargestellt, so erwärmt, dass es zum Sieden gebracht wird, so dass die Luftblasen 30 erzeugt werden.
In diesem Fall tritt ein Sieden auf, wenn eine Temperatur der Wandoberfläche im Inneren des Gehäuses 21 gleich der Sättigungstemperatur des Kältemittels oder höher als diese ist. Wenn sich die Luftblasen 30 im Inneren des Gehäuses 21 von der Wandoberfläche abtrennen, strömt das umgebende Kältemittel zu einem Bereich, von dem sich die Luftblasen 30 abtrennen, so dass ein Wärmetransferkoeffizient durch die Konvektion des Kältemittels verbessert wird. Darüber hinaus ziehen die durch das Sieden erzeugten Luftblasen Wärme aus dem umgebenden Kältemittel in einer Menge, die einer latenten Wärme entspricht, die für einen Phasenübergang des Kältemittels erforderlich ist, so dass das umgebende Kältemittel gekühlt wird.
Wenn das Wasser als ein Beispiel genommen wird, ist in einem Fall, in dem 1 Liter Wasser unter einem Druck von 1 Atmosphäre von 0 °C auf die Sättigungstemperatur 100 °C erwärmt wird, eine Wärme von 420 kJ erforderlich. Wenn ferner der 1 Liter Wasser unter einem Druck von 1 Atmosphäre und bei 100 °C insgesamt verdampft wird, sind 2,256 kJ (latente Wärme) erforderlich. Auf diese Weise bietet das Sieden ein höheres Kühlungsvermögen als eine Flüssigkeitskühlung, und demzufolge wird die Wärmemenge erhöht, die von der Wandoberfläche des Gehäuses 21 auf das Kältemittel transferiert wird. Folglich werden die elektronischen Einheiten gekühlt.
Durch die Auftriebskraft steigen die erzeugten Luftblasen 30 in der Kühlvorrichtung 20 nach oben. Die Luftblasen 30 steigen in der Kühlvorrichtung 20 nach oben. Bei der ersten Ausführungsform ist jedoch das gestanzte Metallteil 22a als Metall-Element 22 angeordnet, und der Kältemittel-Strömungspfad ist durch das Metall-Element 22 in den ersten Bereich 25, der die beheizte Oberfläche aufweist, bei der es sich um eine Oberfläche handelt, an der die Luftblasen 30 überwiegend erzeugt werden, und den zweiten Bereich 26 unterteilt, der den Kältemittel-Einlassbereich 23 und den Kältemittel-Auslassbereich 24 aufweist.
Somit tritt in der Öffnung 22b des gestanzten Metalls 22a, das als Metall-Element 22 dient, das Kapillar-Phänomen auf, so dass verhindert werden kann, dass die Luftblasen 30, indem sie durch die Öffnung 22b und den Kältemittel-Auslassbereich 24 hindurch strömen, die Pumpe 3 erreichen. Ferner kann durch das Ausbilden des Metall-Elements 22 in einer gefalteten Form anstatt einer flachen Form verhindert werden, dass sich die Luftblasen 30 in einem Bereich konzentrieren. Dementsprechend kann die Kontaktfläche mit dem zweiten Bereich 26 vergrößert werden, und die Kondensation der Luftblasen 30 kann unterstützt werden, so dass der Effekt verbessert werden kann, durch den ein Herausströmen der Luftblasen 30 aus dem zweiten Bereich 26 verhindert wird.
Auch wenn ferner eine geringe Menge der Luftblasen 30 durch die Öffnungen 22b des gestanzten Metalls 22a hindurch strömt, kann die geringe Menge der Luftblasen 30 Wärme mit dem Kältemittel austauschen, das die Wärme in dem Radiator 4 abgibt, so dass es eine niedrigere Temperatur als die Sättigungstemperatur aufweist, und durch den Kältemittel-Einlassbereich 23 hereinströmt, so dass der Großteil der geringen Menge der Luftblasen 30 unmittelbar kondensiert und in das flüssige Kältemittel zurückgeführt wird. Somit wird verhindert, dass die Luftblasen 30 in die Pumpe 3 hineinströmen.
Wenn der Druck des Kältemittels in der Pumpe 3 zunimmt und es sequentiell durch den Verbrennungsmotor 6, den Radiator 4 und die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 hindurch strömt, wird der Druck des Kältemittels aufgrund des Druckverlusts geringer. Um die Luftblasen 30 zu erzeugen, nachdem das Kältemittel in der Kühlvorrichtung 20 mittels der Wärme der elektronischen Einheiten 11 erwärmt worden ist und durch die beheizte Oberfläche an der unteren Oberfläche der Kühlvorrichtung 20 zum Sieden gebracht worden ist, kann ein Auftreten des Siedens problemloser bewirkt werden, wenn der Druck des Kältemittels geringer ist. Somit ist der Kältemittel-Auslassbereich 24 mit der Pumpe 3 verbunden, so dass die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 in der Nähe der Pumpe 3 angeordnet ist, und das Kältemittel strömt von der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 zu der Pumpe 3.
Auf diese Weise kann der Druck des Kältemittels, das in der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 strömt, so reduziert werden, dass er insbesondere in dem Kühlsystem 1 geringer ist, und demzufolge ist es möglich, die Erzeugung der Luftblasen 30 durch das Sieden an der unteren Oberfläche der Kühlvorrichtung 20 zu unterstützen. Es ist bevorzugt, dass die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 so dicht wie möglich nahe der Pumpe 3 angeordnet ist, die positionelle Beziehung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zwischen der Pumpe 3 und der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 kann irgendeine Einrichtung angeordnet sein.
Wie vorstehend beschrieben, handelt es sich bei dem Kühlsystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung um ein Kühlsystem 1, das so konfiguriert ist, dass durch das Zirkulieren des Kältemittels ein Kühlvorgang durchgeführt wird. Ferner weist das Kühlsystem 1 Folgendes auf: die Kältemittelrohre 2, in denen das Kältemittel strömt, die Pumpe 3, die mit den Kältemittelrohren 2 verbunden ist und ein Zirkulieren des Kältemittels im Inneren der Kältemittelrohre 2 veranlasst, den Radiator 4, der mit den Kältemittelrohren 2 verbunden ist und so konfiguriert ist, dass die Wärme von dem mittels der Pumpe zirkulierten Kältemittel in den Außenbereich abgegeben wird, sowie die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10, die mit den Kältemittelrohren 2 verbunden ist und durch das Kältemittel gekühlt wird, das mittels der Pumpe zu einem Zirkulieren veranlasst wird.
Ferner weist die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die vorstehend erwähnte Kühlvorrichtung 20 sowie die elektronischen Einheiten 11 auf, die das Kältemittel in dem Gehäuse 21 erwärmen und die an irgendeiner von der äußeren unteren Oberfläche und den äußeren seitlichen Oberflächen des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 angeordnet sind.
Darüber hinaus weist die Kühlvorrichtung 20 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Gehäuse 21 und das Metall-Element 22 auf. Das Gehäuse 21 weist die Form eines hohlen Prismas mit dem Kältemittel-Einlassbereich 23, durch das hindurch das Kältemittel hereinströmt, und dem Kältemittel-Auslassbereich 24 auf, durch das hindurch das Kältemittel herausströmt, und es weist den Kältemittel-Strömungspfad auf, durch den hindurch das Kältemittel strömt.
Das Metall-Element 22 ist im Inneren des Gehäuses 21 so angeordnet, dass der Kältemittel-Strömungspfad in den ersten Bereich 25 und den zweiten Bereich 26 unterteilt wird. Der erste Bereich 25 weist die beheizte Oberfläche auf, die das Kältemittel erwärmt und irgendeiner von der unteren Oberfläche und den seitlichen Oberflächen des Gehäuses 21 entspricht. Der zweite Bereich 26 weist den Kältemittel-Einlassbereich 23 und den Kältemittel-Auslassbereich 24 auf und weist die Mehrzahl von Öffnungen auf, die verhindern, dass die in dem ersten Bereich 25 erzeugten Luftblasen 30 zu dem zweiten Bereich 26 wandern.
Mit dieser Konfiguration kann der Kältemittel-Strömungspfad im Inneren der Kühlvorrichtung 20 mittels des Metall-Elements 22 in den ersten Bereich 25, der die beheizte Oberfläche aufweist, und den zweiten Bereich 26 unterteilt werden, der den Kältemittel-Einlassbereich 23 und den Kältemittel-Auslassbereich 24 aufweist. Somit wird verhindert, dass die durch das Sieden in dem ersten Bereich 25 erzeugten Luftblasen 30 in den zweiten Bereich 26 hineinströmen, so dass verhindert werden kann, dass die Luftblasen 30 aus der Kühlvorrichtung 20 herausströmen.
Ferner ist das Metall-Element 22 in einer gefalteten Form anstatt einer flachen Form ausgebildet, und demzufolge wird verhindert, dass sich die Luftblasen 30 in einem Bereich konzentrieren. Folglich kann die Kontaktfläche zwischen den Luftblasen 30 und dem Niedertemperatur-Kältemittel vergrößert werden, das in dem zweiten Bereich 26 vorhanden ist. Dementsprechend wird die Kondensation der Luftblasen 30 gefördert, und der Effekt kann verbessert werden, durch den ein Herausströmen der Luftblasen 30 aus der Kühlvorrichtung 20 verhindert wird.
Auf diese Weise wird verhindert, dass die in der Kühlvorrichtung 20 durch das Sieden erzeugten Luftblasen 30 in die Pumpe 3 hineinströmen, so dass eine Hohlraumbildung verhindert werden kann, die sonst auftritt, wenn die Luftblasen 30 in der Pumpe 3 kondensieren. Ferner wird verhindert, dass die in der Kühlvorrichtung 20 durch das Sieden erzeugten Luftblasen 30 aus der Kühlvorrichtung 20 herausströmen, und demzufolge ist es möglich, eine Kühlvorrichtung 20, eine Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 oder ein Kühlsystem 1 zu erhalten, welche Vibrationen, Störgeräusche und ein Brechen der Rohre verhindern können.
Ferner ist an dem Gehäuse 21 der Rahmen für ein Anbringen des Metall-Elements 22 angeordnet, und demzufolge wird das Auswechseln des Metall-Elements 22, das Anbringen der Mehrzahl von Metall-Elementen 22 in einer laminierenden oder geschichteten Weise oder weitere Aktionen leichter. Daher können gemäß der Änderung in der Spezifikation, wie beispielsweise der Änderung der Art des Kältemittels oder der Änderung der Wärmeerzeugungsmenge der elektronischen Einheit 11 durch die Änderung der Art der elektronischen Einheit 11, der Öffnungsdurchmesser und das Öffnungsverhältnis des Metall-Elements 22 problemlos eingestellt werden.
Auf diese Weise können die Menge des Kältemittels, das zwischen dem ersten Bereich 25 und dem zweiten Bereich 26 strömt, oder weitere Faktoren in einer geeigneten Weise eingestellt werden, und die Kühleffizienz der elektronischen Einheit, die Wärme erzeugt, kann verbessert werden.
Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die elektronischen Einheiten 11, die Wärme erzeugen, durch das Siede-Phänomen gekühlt. Wenn die elektronischen Einheiten 11 gekühlt werden, wird der Wärmetransfer-Koeffizient im Allgemeinen größer, wenn eine Durchflussrate des Kältemittels größer ist, das durch den Kältemittel-Einlassbereich 23 hereinströmt, so dass die Kühleffizienz der elektronischen Einheiten 11 verbessert werden kann. Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die elektronischen Einheiten 11 indessen durch das Siede-Phänomen gekühlt, und demzufolge beeinflusst die Durchflussrate des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Einlassbereich 23 hereinströmt, die Kühleffizienz der elektronischen Einheiten 11 kaum.
Somit wird die Kühleffizienz der elektronischen Einheiten 11 nicht beeinflusst, auch wenn der Öffnungsdurchmesser des Kältemittel-Einlassbereichs 23 vergrößert wird und die Durchflussrate des Kältemittels, das hereinströmt, verringert wird, ohne die Einströmmenge des Kältemittels zu ändern. Auch wenn der Querschnitt des Kältemittel-Strömungspfads in der vertikalen Richtung größer als der Einström-Querschnitt des Kältemittel-Einlassbereichs 23 in der vertikalen Richtung vorgegeben ist, wird die Kühleffizienz in diesem Fall nicht beeinflusst, und der Druckverlust in der Kühlvorrichtung 20 kann reduziert werden. Somit ist ein Leistungsvermögen für die Erhöhung eines hohen Drucks in der Pumpe 3 nicht erforderlich, so dass die Ausgangsleistung der Pumpe 3 reduziert werden kann. Folglich kann die Abmessung der Pumpe 3 reduziert werden, so dass eine Reduktion von Gewicht, Abmessung und Kosten des Kühlsystems 1 erreicht werden kann.
Zweite Ausführungsform (FIG. 7A bis 7C)
Unter Bezugnahme auf die 7A bis 7C werden das Kühlsystem 1, die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 und die Kühlvorrichtung 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dem Kühlsystem 1, der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 und der Kühlvorrichtung 20 gemäß der ersten Ausführungsform ist der Fall beschrieben, bei dem ein Metall-Element 22 angebracht ist. Bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Fall beschrieben, bei dem eine Mehrzahl von Metall-Elementen 22 angebracht ist. Nachstehend werden überwiegend Aspekte beschrieben, die sich von jenen der ersten Ausführungsform unterscheiden, und eine Beschreibung der gleichen oder entsprechender Teile ist weggelassen.
Die 7A bis 7C zeigen eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Schnittansicht und eine vergrößerte Ansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition C-C. 7A ist eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10, in der die Schnittposition C-C dargestellt ist. 7B ist eine schematische Schnittansicht entlang der Schnittposition C-C. 7C ist eine Darstellung eines vergrößerten Bereichs 100 des Metall-Elements 22.
Die Form des Metall-Elements 22, das in den 7A bis 7C dargestellt ist, ist dahingehend ähnlich wie jene des bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Metall-Elements 22, dass das Metall-Element 22 in dem Kältemittel-Strömungspfad so angeordnet ist, dass es sich in der axialen Richtung erstreckt, und dass es den Kältemittel-Strömungspfad unterteilt. Wie in 7B dargestellt, können zwei Metall-Elemente 22 in einer laminierenden oder geschichteten Weise angeordnet werden.
Auf diese Weise können die Metall-Elemente 22 gebildet werden, indem durch eine Erhöhung der Anzahl der Metall-Elemente 22 auf zwei oder drei zwei oder mehr Öffnungselemente 22d laminiert oder geschichtet werden, anstatt lediglich ein Öffnungselement 22d anzubringen.
Ferner kann verhindert werden, dass sich die Luftblasen 30 in einem Bereich konzentrieren, indem das Metall-Element 22 in einer gefalteten Form anstatt einer flachen Form gebildet wird. Dementsprechend kann die Kontaktfläche mit dem zweiten Bereich 26 vergrößert werden, und die Kondensation der Luftblasen 30 kann unterstützt werden, so dass der Effekt verbessert werden kann, durch den ein Herausströmen der Luftblasen 30 aus dem zweiten Bereich 26 verhindert wird.
Wenn die Metall-Elemente 22 durch Laminieren oder Schichten von zwei oder mehr Öffnungselementen 22d gebildet werden, wird nicht nur ein Effekt, durch den sich Dampfblasen an dem ersten Öffnungselement 22d verteilen, sondern auch ein Effekt erzielt, durch den sich die Dampfblasen an dem zweiten und nachfolgenden Öffnungselementen 22d verteilen, was zu der Verbesserung des Effekts beiträgt, durch den ein Herausströmen der Dampfblasen verhindert wird.
Mit dieser Konfiguration werden die Metall-Elemente 22 durch Laminieren oder Schichten von zwei oder mehr Öffnungselementen 22d gebildet, und demzufolge wird die Festigkeit der Metall-Elemente 22 im Vergleich zu dem Metall-Element 22 verbessert, das durch ein Öffnungselement 22d gebildet wird. Ferner wird durch die Laminierung oder Schichtung von zwei oder mehr Öffnungselementen 22d verhindert, dass sich die Luftblasen 30 in einem Bereich des Metall-Elements 22 konzentrieren, und die Luftblasen 30, die sich ansammeln, werden verteilt. Auf diese Weise wird die Kontaktfläche zwischen dem zweiten Bereich 26 und den Luftblasen 30 vergrößert, und der Effekt kann verbessert werden, durch den ein Herausströmen der Luftblasen 30 aus der Kühlvorrichtung 20 verhindert wird.
Dritte Ausführungsform (FIG. 8A und 8B)
Unter Bezugnahme auf die 8A und 8B werden das Kühlsystem 1, die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 sowie die Kühlvorrichtung 20 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dem Kühlsystem 1, der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 und der Kühlvorrichtung 20 gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Metall-Element 22 beschrieben, das eine ringförmige Querschnittsform aufweist.
Bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Modifikationsbeispiel der Form des Metall-Elements 22 beschrieben. Nachstehend werden überwiegend Aspekte beschrieben, die sich von jenen der ersten Ausführungsform unterscheiden, und eine Beschreibung der gleichen oder entsprechender Teile ist weggelassen.
Die 8A und 8B sind eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Schnittansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition D-D. 8A ist eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10, in der die Schnittposition D-D dargestellt ist. 8B ist eine schematische Schnittansicht entlang der Schnittposition D-D.
Das Modifikationsbeispiel der Form des Metall-Elements 22, das in den 8A und 8B dargestellt ist, ist dahingehend ähnlich wie jenes des bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Metall-Elements 22, dass das Metall-Element 22 in dem Kältemittel-Strömungspfad so angeordnet ist, dass es sich in der axialen Richtung erstreckt, und dass es den Kältemittel-Strömungspfad in einer Richtung nach oben und unten unterteilt. Wie in 8B dargestellt, sind der erste Bereich 25 und der zweite Bereich 26 in einer solchen Weise ausgebildet, dass das Metall-Element 22 in einer Form ausgebildet ist, die im Wesentlichen geradlinig ist und im Querschnitt in der vertikalen Richtung teilweise gefaltet ist, so dass es eine Innenseite des Gehäusebereichs umgibt, welcher der Verbindungsoberfläche 35 entspricht.
Auf diese Weise wird verhindert, dass sich die Luftblasen 30 in einem Bereich des Metall-Elements 22 konzentrieren, und demzufolge können sich die Luftblasen 30, die sich ansammeln, verteilen. Somit kann die Kontaktfläche zwischen dem zweiten Bereich 26 und den Luftblasen 30 vergrößert werden, und der Effekt kann verbessert werden, durch den ein Herausströmen der Luftblasen 30 aus der Kühlvorrichtung 20 verhindert wird. Ferner sind beide Enden des Metall-Elements 22 an den seitlichen Oberflächen des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 befestigt.
Mit dieser Konfiguration wird mittels des Metall-Elements 22 verhindert, dass die Luftblasen 30, die erzeugt werden, indem veranlasst wird, dass das Kältemittel durch Aufnehmen von Wärme von den elektronischen Einheiten 11, die Wärme erzeugen und an dem unteren Bereich des Gehäuses 21 angeordnet sind, zum Sieden gebracht wird, von dem ersten Bereich 25 zu dem zweiten Bereich 26 strömen. Ferner ist das Metall-Element 22 in einer gefalteten Form anstatt einer flachen Form ausgebildet, und demzufolge wird verhindert, dass sich die Luftblasen 30 in einem Bereich des Metall-Elements 22 konzentrieren.
Dabei können sich die Luftblasen 30, die sich ansammeln, verteilen, und die Kontaktfläche zwischen dem zweiten Bereich 26 und den Luftblasen 30 kann vergrößert werden, so dass der Effekt verbessert werden kann, durch den ein Herausströmen der Luftblasen 30 aus der Kühlvorrichtung 20 verhindert wird. Ferner kann das Gewicht des Metall-Elements 22 im Vergleich zu dem Metall-Element 22 reduziert werden, das einen ringförmigen Querschnitt aufweist, so dass eine Reduktion von Gewicht und Kosten der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 erreicht werden kann.
Vierte Ausführungsform (FIG. 9A und 9B)
Unter Bezugnahme auf die 9A und 9B werden das Kühlsystem 1, die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 und die Kühlvorrichtung 20 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dem Kühlsystem 1, der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 und der Kühlvorrichtung 20 gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Metall-Element 22 beschrieben, das eine ringförmige Querschnittsform aufweist. Bei der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Modifikationsbeispiel der Form des Metall-Elements 22 beschrieben. Nachstehend werden überwiegend Aspekte beschrieben, die sich von jenen der ersten Ausführungsform unterscheiden, und eine Beschreibung der gleichen oder entsprechender Teile ist weggelassen.
Die 9A und 9B sind eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Schnittansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition E-E. 9A ist eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10, in der die Schnittposition E-E dargestellt ist. 9B ist eine schematische Schnittansicht entlang der Schnittposition E-E.
Die Form des in den 9A und 9B dargestellten Metall-Elements 22 ist dahingehend ähnlich wie jenes des bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Metall-Elements 22, dass das Metall-Element 22 in dem Kältemittel-Strömungspfad so angeordnet ist, dass es sich in der axialen Richtung erstreckt, und dass es den Kältemittel-Strömungspfad unterteilt. Wie in 9B dargestellt, zieht der Querschnitt des Metall-Elements 22 einen insgesamt nach unten vertieften Bogen und weist teilweise eine gefaltete Form auf. Die Enden des Metall-Elements 22 sind an den seitlichen Oberflächen des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 befestigt, und das Metall-Element 22 befindet sich nicht in Kontakt mit der unteren Oberfläche des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20.
Mit dieser Konfiguration wird mittels des Metall-Elements 22 verhindert, dass die Luftblasen 30, die erzeugt werden, indem bewirkt wird, dass das Kältemittel durch Aufnehmen von Wärme von den elektronischen Einheiten 11, die Wärme erzeugen und an dem unteren Bereich des Gehäuses 21 angeordnet sind, zum Sieden gebracht wird, von dem ersten Bereich 25 zu dem zweiten Bereich 26 strömen. Ferner ist das Metall-Element 22 in einer gefalteten Form anstatt einer flachen Form ausgebildet. Somit wird verhindert, dass sich die Luftblasen 30 in einem Bereich des Metall-Elements 22 konzentrieren, und die Luftblasen 30, die sich ansammeln, können sich verteilen.
Folglich kann die Kontaktfläche zwischen dem zweiten Bereich 26 und den Luftblasen 30 vergrößert werden, so dass der Effekt verbessert werden kann, durch den ein Herausströmen der Luftblasen 30 aus der Kühlvorrichtung 20 verhindert wird. Ferner kann das Gewicht des Metall-Elements 22 im Vergleich zu dem Metall-Element 22 reduziert werden, das einen ringförmigen Querschnitt aufweist, so dass eine Reduktion von Gewicht und Kosten der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 erreicht werden kann.
Fünfte Ausführungsform (FIG. 10A und 10B)
Unter Bezugnahme auf die 10A und 10B werden das Kühlsystem 1, die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 und die Kühlvorrichtung 20 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dem Kühlsystem 1, der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 und der Kühlvorrichtung 20 gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Metall-Element 22 beschrieben, das eine ringförmige Querschnittsform aufweist. Bei der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Modifikationsbeispiel der Form des Metall-Elements 22 beschrieben. Nachstehend werden überwiegend Aspekte beschrieben, die sich von jenen der ersten Ausführungsform unterscheiden, und eine Beschreibung der gleichen oder entsprechender Teile ist weggelassen.
Die 10A und 10B sind eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Querschnittsansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition F-F. 10A ist eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10, in der die Schnittposition F-F dargestellt ist.
10B ist eine schematische Schnittansicht entlang der Schnittposition F-F.
Das Modifikationsbeispiel der Form des Metall-Elements 22, das in den 10A und 10B dargestellt ist, ist dahingehend ähnlich wie jenes des bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Metall-Elements 22, dass das Metall-Element 22 in dem Kältemittel-Strömungspfad so angeordnet ist, dass es sich in der axialen Richtung erstreckt, und dass es den Kältemittel-Strömungspfad unterteilt.
Wie in 10B dargestellt, weist das Metall-Element 22 einen Querschnitt auf, bei dem es sich im Wesentlichen um eine nach oben hervorragende dreieckige Form und teilweise um eine gefaltete Form handelt. Die Enden des Metall-Elements 22 sind an zwei unteren Ecken von vier Ecken des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 befestigt.
Mit dieser Konfiguration wird mittels des Metall-Elements 22 verhindert, dass die Luftblasen 30, die erzeugt werden, indem bewirkt wird, dass das Kältemittel durch Aufnehmen von Wärme von den elektronischen Einheiten 11, die Wärme erzeugen und an dem unteren Bereich des Gehäuses 21 angeordnet sind, zum Sieden gebracht wird, von dem ersten Bereich 25 zu dem zweiten Bereich 26 strömen. Ferner ist das Metall-Element 22 in einer gefalteten Form anstatt einer flachen Form ausgebildet, und demzufolge wird verhindert, dass sich die Luftblasen 30 in einem Bereich des Metall-Elements 22 konzentrieren.
Dabei können sich die Luftblasen 30, die sich ansammeln, verteilen, und die Kontaktfläche zwischen dem zweiten Bereich 26 und den Luftblasen 30 kann vergrößert werden, so dass der Effekt verbessert werden kann, durch den ein Herausströmen der Luftblasen 30 aus der Kühlvorrichtung 20 verhindert wird. Ferner kann das Gewicht des Metall-Elements 22 im Vergleich zu dem Metall-Element 22 reduziert werden, das einen ringförmigen Querschnitt aufweist, so dass eine Reduktion von Gewicht und Kosten der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 erreicht werden kann.
Sechste Ausführungsform (FIG. 11A und 11B)
Unter Bezugnahme auf die 11A und 11B werden das Kühlsystem 1, die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 und die Kühlvorrichtung 20 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dem Kühlsystem 1, der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 und der Kühlvorrichtung 20 gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Metall-Element 22 beschrieben, das eine ringförmige Querschnittsform aufweist. Bei der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Modifikationsbeispiel der Form des Metall-Elements 22 beschrieben. Nachstehend werden überwiegend Aspekte beschrieben, die sich von jenen der ersten Ausführungsform unterscheiden, und eine Beschreibung der gleichen oder entsprechender Teile ist weggelassen.
Die 11A und 11B sind eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Schnittansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition G-G. 11A ist eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10, in der die Schnittposition G-G dargestellt ist. 11B ist eine schematische Schnittansicht entlang der Schnittposition G-G.
Das Modifikationsbeispiel der Form des Metall-Elements 22, das in den 11A und 11B dargestellt ist, ist dahingehend ähnlich wie jenes des bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Metall-Elements 22, dass das Metall-Element 22 in dem Kältemittel-Strömungspfad so angeordnet ist, dass es sich in der axialen Richtung erstreckt, und dass es den Kältemittel-Strömungspfad unterteilt.
Wie in 11B dargestellt, weist das Metall-Element 22 einen Querschnitt auf, der im Wesentlichen eine U-Form und teilweise eine gefaltete Form aufweist, und es ist so angebracht, dass es die Innenseite des Gehäusebereichs bedeckt, welcher der beheizten Verbindungsoberfläche 35 entspricht. Die Enden des Metall-Elements 22 sind an der unteren Oberfläche des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 befestigt.
Mit dieser Konfiguration wird mittels des Metall-Elements 22 verhindert, dass die Luftblasen 30, die erzeugt werden, indem bewirkt wird, dass das Kältemittel durch Aufnehmen von Wärme von den elektronischen Einheiten 11, die Wärme erzeugen und an dem unteren Bereich des Gehäuses 21 angeordnet sind, zum Sieden gebracht wird, von dem ersten Bereich 25 zu dem zweiten Bereich 26 strömen. Ferner ist das Metall-Element 22 in einer gefalteten Form anstatt einer flachen Form ausgebildet, und demzufolge wird verhindert, dass sich die Luftblasen 30 in einem Bereich des Metall-Elements 22 konzentrieren.
Dabei können sich die Luftblasen 30, die sich ansammeln, verteilen, und die Kontaktfläche zwischen dem zweiten Bereich 26 und den Luftblasen 30 kann vergrößert werden, so dass der Effekt verbessert werden kann, durch den ein Herausströmen der Luftblasen 30 aus der Kühlvorrichtung 20 verhindert wird. Ferner kann das Gewicht des Metall-Elements 22 im Vergleich zu einem Metall-Element 22 reduziert werden, das einen ringförmigen Querschnitt aufweist, so dass eine Reduktion von Gewicht und Kosten der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 erreicht werden kann.
Siebte Ausführungsform (FIG. 12A und 12B)
Unter Bezugnahme auf die 12A und 12B werden das Kühlsystem 1, die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 und die Kühlvorrichtung 20 gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dem Kühlsystem 1, der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 und der Kühlvorrichtung 20 gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Metall-Element 22 beschrieben, das eine ringförmige Querschnittsform aufweist.
Bei der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Modifikationsbeispiel der Form des Metall-Elements 22 beschrieben. Nachstehend werden überwiegend Aspekte beschrieben, die sich von jenen der ersten Ausführungsform unterscheiden, und eine Beschreibung der gleichen oder entsprechender Teile ist weggelassen.
Die 12A und 12B sind eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Querschnittsansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition H-H. 12A ist eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10, in der die Schnittposition H-H dargestellt ist.
12B ist eine schematische Schnittansicht entlang der Schnittposition H-H.
Das Modifikationsbeispiel der Form des Metall-Elements 22, das in den 12A und 12B dargestellt ist, ist dahingehend ähnlich wie jenes des bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Metall-Elements, dass das Metall-Element 22 in dem Kältemittel-Strömungspfad so angeordnet ist, dass es sich in der axialen Richtung erstreckt, und dass es den Kältemittel-Strömungspfad unterteilt.
Wie in 12B dargestellt, handelt es sich bei dem Querschnitt H-H um einen Querschnitt in der vertikalen Richtung, und der Querschnitt des Metall-Elements 22 weist im Wesentlichen eine V-Form und insbesondere eine gefaltete Form auf. Die Enden des Metall-Elements 22 sind an zwei oberen Ecken von vier Ecken des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 und einem unteren mittigen Bereich des Gehäuses 21 befestigt. Bei der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der erste Bereich 25 mittels des Metall-Elements 22 in zwei Bereiche unterteilt.
Mit dieser Konfiguration wird mittels des Metall-Elements 22 verhindert, dass die Luftblasen 30, die erzeugt werden, indem bewirkt wird, dass das Kältemittel durch Aufnehmen von Wärme von den elektronischen Einheiten 11, die Wärme erzeugen und an dem unteren Bereich des Gehäuses 21 angeordnet sind, zum Sieden gebracht wird, von dem ersten Bereich 25 zu dem zweiten Bereich 26 strömen. Ferner ist das Metall-Element 22 in einer gefalteten Form anstatt einer flachen Form ausgebildet, und demzufolge wird verhindert, dass sich die Luftblasen 30 in einem Bereich des Metall-Elements 22 konzentrieren.
Dabei können sich die Luftblasen 30, die sich ansammeln, verteilen, und die Kontaktfläche zwischen dem zweiten Bereich 26 und den Luftblasen 30 kann vergrößert werden, so dass der Effekt verbessert werden kann, durch den ein Herausströmen der Luftblasen 30 aus der Kühlvorrichtung 20 verhindert wird. Ferner kann das Gewicht des Metall-Elements 22 im Vergleich zu einem Metall-Element 22 reduziert werden, das einen ringförmigen Querschnitt aufweist, so dass eine Reduktion von Gewicht und Kosten der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 erreicht werden kann.
Achte Ausführungsform (FIG. 13A und 13B)
Unter Bezugnahme auf die 13A und 13B werden das Kühlsystem 1, die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 und die Kühlvorrichtung 20 gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dem Kühlsystem 1, der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 und der Kühlvorrichtung 20 gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Metall-Element 22 beschrieben, das eine ringförmige Querschnittsform aufweist.
Bei der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Modifikationsbeispiel der Form des Metall-Elements 22 beschrieben. Nachstehend werden überwiegend Aspekte beschrieben, die sich von jenen der ersten Ausführungsform unterscheiden, und eine Beschreibung der gleichen oder entsprechender Teile ist weggelassen.
Die 13A und 13B sind eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Schnittansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition I-I. 13A ist eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10, in der die Schnittposition I-I dargestellt ist. 13B ist eine schematische Schnittansicht entlang der Schnittposition I-I.
Das Modifikationsbeispiel der Form des Metall-Elements 22, das in den 13A und 13B dargestellt ist, ist dahingehend ähnlich wie jenes des bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Metall-Elements 22, dass das Metall-Element 22 in dem Kältemittel-Strömungspfad so angeordnet ist, dass es sich in der axialen Richtung erstreckt, und dass es den Kältemittel-Strömungspfad unterteilt.
Wie in 13B dargestellt, handelt es sich bei dem Querschnitt I-I um einen Querschnitt in der vertikalen Richtung, und der Querschnitt des Metall-Elements 22 weist im Wesentlichen eine W-Form und teilweise eine gefaltete Form auf. Die Enden des Metall-Elements 22 sind an zwei oberen Ecken von vier Ecken des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 und zwei Bereichen des Bodens des Gehäuses 21 befestigt. Bei der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der erste Bereich 25 mittels des Metall-Elements 22 in drei Bereiche unterteilt.
Mit dieser Konfiguration wird mittels des Metall-Elements 22 verhindert, dass die Luftblasen 30, die erzeugt werden, indem bewirkt wird, dass das Kältemittel durch Aufnehmen von Wärme von den elektronischen Einheiten 11, die Wärme erzeugen und an dem unteren Bereich des Gehäuses 21 angeordnet sind, zum Sieden gebracht wird, von dem ersten Bereich 25 zu dem zweiten Bereich 26 strömen. Ferner ist das Metall-Element 22 in einer gefalteten Form anstatt einer flachen Form ausgebildet, und demzufolge wird verhindert, dass sich die Luftblasen 30 in einem Bereich des Metall-Elements 22 konzentrieren.
Dabei können sich die Luftblasen 30, die sich ansammeln, verteilen, und die Kontaktfläche zwischen dem zweiten Bereich 26 und den Luftblasen 30 kann vergrößert werden, so dass der Effekt verbessert werden kann, durch den ein Herausströmen der Luftblasen 30 aus der Kühlvorrichtung 20 verhindert wird. Ferner kann das Gewicht des Metall-Elements 22 im Vergleich zu einem Metall-Element 22 reduziert werden, das einen ringförmigen Querschnitt aufweist, so dass eine Reduktion von Gewicht und Kosten der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 erreicht werden kann.
Neunte Ausführungsform (FIG. 14 und FIG. 15A und 15B)
Unter Bezugnahme auf 14 sowie die 15A und 15B werden das Kühlsystem 1, die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 sowie die Kühlvorrichtung 20 gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dem Kühlsystem 1, der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 und der Kühlvorrichtung 20 gemäß der ersten Ausführungsform ist der Fall beschrieben, bei dem die elektronischen Einheiten 11, die Wärme erzeugen, an der äußeren unteren Oberfläche des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 angeordnet sind.
Bei der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Fall beschrieben, bei dem die elektronischen Einheiten 11, die Wärme erzeugen, nicht nur an der äußeren unteren Oberfläche des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20, sondern auch an der äußeren seitlichen Oberfläche des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 angeordnet sind. Nachstehend werden überwiegend Aspekte beschrieben, die sich von jenen der ersten Ausführungsform unterscheiden, und eine Beschreibung der gleichen oder entsprechender Teile ist weggelassen.
14 ist eine perspektivische Ansicht des äußeren Erscheinungsbilds der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 14 dargestellt, weist die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die elektronischen Einheiten 11 und die Kühlvorrichtung 20 auf. Die elektronischen Einheiten 11 sind nicht nur an der äußeren unteren Oberfläche des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20, sondern auch an der äußeren seitlichen Oberfläche des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 angeordnet.
Somit sind die beheizten Oberflächen bei der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht nur an der unteren Oberfläche des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20, sondern auch an der seitlichen Oberfläche des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 angeordnet.
Die 15A und 15B sind eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Schnittansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition J-J. In 15A ist die Schnittposition J-J der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 in einer Seitenansicht dargestellt. 15B ist eine schematische Schnittansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 entlang der Schnittposition J-J.
Der in 15B dargestellte Querschnitt des Metall-Elements 22 weist eine gefaltete (Zick-Zack-) V-Form auf. Die Enden des Metall-Elements 22 sind an zwei oberen Ecken von vier Ecken des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 befestigt, und die Enden des Metall-Elements 22 sind an einem Bereich in der Nähe der Mitte der unteren Oberfläche des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 befestigt. Bei der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Kältemittel-Strömungspfad mittels des Metall-Elements 22 in drei Bereiche unterteilt, und jeder Bereich weist einen dreieckigen Querschnitt auf.
Bei der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Verbindungsoberflächen 35 nicht nur an der unteren Oberfläche des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20, sondern auch an den seitlichen Oberflächen des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 angeordnet.
In dem Kältemittel-Strömungspfad, der in drei Bereiche unterteilt ist, entsprechen zwei Bereiche den ersten Bereichen 25, die jeweils die beheizte Oberfläche aufweisen, die das Kältemittel erwärmt. Der eine verbleibende Bereich entspricht dem zweiten Bereich 26, der den Kältemittel-Einlassbereich 23 und den Kältemittel-Auslassbereich 24 aufweist. Das heißt, der erste Bereich 25 ist mittels des Metall-Elements 22 in die Mehrzahl von Bereichen unterteilt.
Das Kältemittel im Inneren der Kühlvorrichtung 20 wird durch die elektronischen Einheiten 11 erwärmt, die an der äußeren unteren Oberfläche des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 und an den äußeren seitlichen Oberflächen des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 angeordnet sind, und demzufolge wird das Kältemittel zum Sieden gebracht, so dass die Luftblasen 30 erzeugt werden. Dann werden die Luftblasen 30 in den ersten Bereichen 25 überwiegend an den inneren seitlichen Bereichen des Gehäuses 21 erzeugt, die den Verbindungsoberflächen 35 entsprechen, die das Kältemittel erwärmen, und trennen sich danach von diesen.
Die Luftblasen 30, die sich abgetrennt haben, steigen durch die Auftriebskraft nach oben, es kann jedoch mittels des Metall-Elements 22 verhindert werden, dass die Luftblasen 30 durch die Öffnungen 22b hindurch strömen und durch den Kältemittel-Auslass hindurch die Pumpe 3 erreichen. Die durch das Sieden erzeugten Luftblasen 30 steigen durch die Auftriebskraft nach oben, und demzufolge ist es bevorzugt, dass die elektronischen Einheiten 11 an den äußeren seitlichen Oberflächen des Gehäuses 21 der Kühlvorrichtung 20 angeordnet sind und an Bereichen angeordnet sind, die sich so niedrig wie möglich befinden.
Mit dieser Konfiguration wird mittels des Metall-Elements 22 verhindert, dass die Luftblasen 30, die erzeugt werden, indem bewirkt wird, dass das Kältemittel durch Aufnehmen von Wärme von den elektronischen Einheiten 11, die Wärme erzeugen und an dem unteren Bereich des Gehäuses 21 angeordnet sind, zum Sieden gebracht wird, von dem ersten Bereich 25 zu dem zweiten Bereich 26 strömen. Ferner kann das Gewicht des Metall-Elements 22 im Vergleich zu einem Metall-Element 22 reduziert werden, das einen ringförmigen Querschnitt aufweist, so dass eine Reduktion von Gewicht und Kosten der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 erreicht werden kann.
Zehnte Ausführungsform (FIG. 16A bis 16C)
Unter Bezugnahme auf die 16A bis 16C werden das Kühlsystem 1, die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 sowie die Kühlvorrichtung 20 gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Modifikationsbeispiel beschrieben, bei dem ein Hohlraum 43 an der Innenseite des Gehäusebereichs ausgebildet ist, welcher der Verbindungsoberfläche 35 der Kühlvorrichtung 20 bei dem Kühlsystem 1, der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 und der Kühlvorrichtung 20 gemäß der ersten Ausführungsform entspricht. Nachstehend werden überwiegend Aspekte beschrieben, die sich von jenen der ersten Ausführungsform unterscheiden, und eine Beschreibung der gleichen oder entsprechender Teile ist weggelassen.
Die 16A bis 16C sind eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Schnittansicht und eine vergrößerte Ansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition K-K. In 16A ist die Schnittposition K-K der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 in einer Seitenansicht dargestellt. 16B ist eine schematische Schnittansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 entlang der Schnittposition K-K. Ferner ist 16C eine vergrößerte Ansicht eines vergrößerten Bereichs 101 der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10.
Wie in 16B dargestellt, handelt es sich bei dem Querschnitt entlang der Schnittposition K-K um einen Querschnitt in der vertikalen Richtung, und der Hohlraum 32 ist an der Innenseite des Gehäusebereichs ausgebildet, welcher der Verbindungsoberfläche 35 an der Innenseite des Gehäuses 21 entspricht, an der die elektronischen Einheiten 11 angeordnet sind.
Bei dem Hohlraum 32 handelt es sich um eine sehr kleine Ritze oder Rille oder einen sehr kleinen vertieften Bereich, der an einer Wärmetransfer-Oberfläche ausgebildet ist, und er ist aus einer Nut oder einem Schnitt und einem erhabenen Bereich gebildet, die durch eine Oxidationsbehandlung, ein Einbrennen von Metall, ein thermisches Spritzen, eine Sandstrahlbehandlung oder eine Formgebung mit Verwendung eines Schneidewerkzeugs erzeugt werden.
16C ist eine vergrößerte Ansicht des Hohlraums. Es ist bevorzugt, dass der Hohlraum 32, der an der beheizten Oberfläche an der Innenseite des Gehäuses 21 ausgebildet ist, eine Breite 32a von 10 µm bis 1000 µm aufweist. Die Form des Hohlraums 32 ist nicht auf eine dreieckige Form beschränkt, die in 16C dargestellt ist, und muss nur eine Form aufweisen, welche die Luftblasen halten kann.
Mit dieser Konfiguration dienen die Luftblasen 30, die von dem Hohlraum 32 eingefangen werden, als ein Kern, und die Luftblasen 30, die durch das Sieden erzeugt werden, werden problemlos erzeugt. Auf diese Weise kann die Häufigkeit einer Erzeugung der Luftblasen 30 erhöht werden, und demzufolge kann das Kühlungsvermögen der Kühlvorrichtung 20 verbessert werden.
Elfte Ausführungsform (FIG. 17A bis 17C)
Unter Bezugnahme auf die 17A bis 17C werden das Kühlsystem 1, die Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 sowie die Kühlvorrichtung 20 gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Modifikationsbeispiel beschrieben, bei dem Rippen 33 an der Innenseite des Gehäusebereichs angeordnet sind, welcher der Verbindungsoberfläche 35 der Kühlvorrichtung 20 bei dem Kühlsystem 1, der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 und der Kühlvorrichtung 20 gemäß der ersten Ausführungsform entspricht. Nachstehend werden überwiegend Aspekte beschrieben, die sich von jenen der ersten Ausführungsform unterscheiden, und eine Beschreibung der gleichen oder entsprechender Teile ist weggelassen.
Die 17A bis 17C sind eine Seitenansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Schnittansicht und eine vergrößerte Ansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 gemäß der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittposition L-L. In 17A ist die Schnittposition L-L der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 in einer Seitenansicht dargestellt. 17B ist eine schematische Schnittansicht der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10 entlang der Schnittposition L-L.
Ferner ist 17C eine vergrößerte Ansicht eines vergrößerten Bereichs 102 der Energieumwandlungs-Vorrichtung 10. Wie in 17B und 17C dargestellt, handelt es sich bei dem Querschnitt entlang der Schnittposition L-L um einen Querschnitt in der vertikalen Richtung, und die Rippen 33 sind an der beheizten Oberfläche des Gehäuses 21 angeordnet, an der die elektronischen Einheiten 11 angeordnet sind. Die Rippen 33 erstrecken sich in Richtung zu der Innenseite der Kühlvorrichtung 20. Ferner ist an der Oberfläche der Rippe 33 ein Hohlraum 34 ausgebildet.
Bei dem Hohlraum 34 handelt es sich um eine sehr kleine Ritze oder Rille oder einen sehr kleinen vertieften Bereich, der an einer Wärmetransfer-Oberfläche ausgebildet ist, und er ist aus einer Nut oder einem Schnitt und einem erhabenen Bereich gebildet, die durch eine Oxidationsbehandlung, ein Einbrennen von Metall, ein thermisches Spritzen, eine Sandstrahlbehandlung oder eine Bildung mit Verwendung eines Schneidewerkzeugs erzeugt werden. 17C ist eine vergrößerte Ansicht des Hohlraums. Es ist bevorzugt, dass der Hohlraum 34, der an der Rippe 33 ausgebildet ist, eine Breite 34a von 10 µm bis 1000 µm aufweist. Ferner kann der Hohlraum 34 an der beheizten Oberfläche auf der Innenseite des Gehäuses 21 ausgebildet sein.
Die Rippen 33 erstrecken sich in einer hervorragenden Weise in einer Richtung zu der Innenseite der Kühlvorrichtung 20, und demzufolge wird die Fläche, die mit dem Kältemittel in Kontakt kommt, aufgrund der Rippen 33 vergrößert, so dass das Wärmeaustausch-Leistungsvermögen verbessert werden kann. Als Form für die Rippe 33 kann eine dreieckige Rippe, eine Nadelrippe oder andere Rippen eingesetzt werden. Die Rippen 33 können als separate Teilstücke angeordnet werden, indem sie an die Innenseite des Gehäusebereichs geschweißt werden, welcher der Verbindungsoberfläche 35 entspricht, oder sie können angeordnet werden, indem sie durch eine Nut-Bildung an der beheizten Oberfläche erzeugt werden.
Ferner können die Anordnung der Rippen 33, die Höhe der Rippen 33, die Anzahl der Rippen 33 oder andere Faktoren in Abhängigkeit von der Spezifikation in einer geeigneten Weise geändert werden. Die Form des Hohlraums 32 ist nicht auf die in 17C dargestellte dreieckige Form beschränkt und muss nur eine Form aufweisen, welche die Luftblasen halten kann.
Mit dieser Konfiguration dienen die Luftblasen 30, die von dem Hohlraum 32 eingefangen werden, als ein Kern, und die Luftblasen 30, die durch das Sieden erzeugt werden, werden problemlos erzeugt. Auf diese Weise wird die Häufigkeit einer Erzeugung der Luftblasen 30 erhöht, und demzufolge kann das Kühlungsvermögen der Kühlvorrichtung 20 verbessert werden. Ferner wird die Wärmetransferfläche durch die Bildung der Rippen 33 vergrößert, so dass die Wärmeaustauschmenge mit dem Kältemittel erhöht wird, so dass das Kühlungsvermögen der Kühlvorrichtung 20 weiter verbessert werden kann.
Bei der vorliegenden Erfindung können die Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der Ansprüche frei miteinander kombiniert werden, und jede der Ausführungsformen kann in einer geeigneten Weise modifiziert oder dabei Merkmale weggelassen werden.
AUFLISTUNG VON BEZUGSZEICHEN

1: Kühlsystem
2: Kältemittelrohr
3: Pumpe
4: Radiator
10: Energieumwandlungs-Vorrichtung
11: elektronische Einheit
21: Gehäuse
22: Metall-Element
22a: gestanztes Metallteil
22b: Öffnung
22c: Teil aus einem flachen Flächenkörper
23: Kältemittel-Einlassbereich
24: Kältemittel-Auslassbereich
25: erster Bereich
26: zweiter Bereich
32: Hohlraum
33: Rippe
34: Hohlraum
35: Verbindungsoberfläche
36: Öffnungsbereich
37: Einfang- und Reduktionsbereich

Claims

Kühlvorrichtung (20), die so konfiguriert ist, dass eine elektronische Einheit (11) gekühlt wird, indem ein Kältemittel veranlasst wird, durch einen Innenbereich eines Gehäuses (21) hindurch zu strömen, wobei die Kühlvorrichtung (20) Folgendes aufweist: - einen Kältemittel-Einlassbereich (23), der so konfiguriert ist, dass das Kältemittel von einem Außenbereich des Gehäuses (21) zu dem Innenbereich des Gehäuses (21) geleitet wird; - einen Kältemittel-Auslassbereich (24), der so konfiguriert ist, dass das Kältemittel von dem Innenbereich des Gehäuses (21) zu dem Außenbereich des Gehäuses (21) geleitet wird; und - ein Metall-Element (22), das so konfiguriert ist, dass ein Strömungspfad-Bereich gebildet wird, in dem das Kältemittel veranlasst wird, in dem Innenbereich des Gehäuses (21) von dem Kältemittel-Einlassbereich (23) zu dem Kältemittel-Auslassbereich (24) zu strömen, wobei das Metall-Element (22) Folgendes aufweist: - eine Mehrzahl von Öffnungsbereichen (36), die so konfiguriert sind, dass das Kältemittel veranlasst wird, durch diese hindurch zu strömen; und - einen Einfang- und Reduktionsbereich (37), der eine solche Form aufweist, dass Luftblasen (30) eingefangen werden, die durch eine Verbindungsoberfläche (35) zwischen dem Gehäuse (21) und der elektronischen Einheit (11) erzeugt werden, um so die Luftblasen (30) durch Kühlen mittels des Kältemittels zu reduzieren, wenn die elektronische Einheit (11) gekühlt wird.
Kühlvorrichtung (20) nach Anspruch 1, wobei der Einfang- und Reduktionsbereich (37) eine gefaltete Form, eine Zick-Zack-Form oder eine Wellenform aufweist.
Kühlvorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Metall-Element (22) in einer vertikalen Richtung einen Querschnitt aufweist, der in einer ringförmigen Gestalt ausgebildet ist.
Kühlvorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Metall-Element (22) in einer vertikalen Richtung einen Querschnitt aufweist, der in der Form eines Prismas ausgebildet ist.
Kühlvorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Metall-Element (22) in einer vertikalen Richtung einen Querschnitt aufweist, der in einer V-Form ausgebildet ist.
Kühlvorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Metall-Element (22) in einer vertikalen Richtung einen Querschnitt aufweist, der in einer W-Form ausgebildet ist.
Kühlvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Öffnungsbereiche (36) des Metall-Elements (22) jeweils einen Öffnungsdurchmesser aufweisen, der kleiner als ein Durchmesser d [m] von jeder der Luftblasen (30) ist, der durch einen Ausdruck $d = 0,0209 Φ \sqrt{(σ / (g (ρ l - ρ ν)))}$
berechnet wird, wobei Φ [rad] einen Kontaktwinkel wiedergibt, wenn sich die Luftblasen (30) von einem Bereich des Gehäuses (21) abtrennen, welcher der Verbindungsoberfläche (35) entspricht, σ [N/m] eine Oberflächenspannung des Kältemittels wiedergibt, g [m²/s] die Gravitationsbeschleunigung wiedergibt, ρl [kg/s²] eine Dichte des flüssigen Kältemittels wiedergibt und ρv [kg/s²] eine Dichte eines gesättigten Dampfs des Kältemittels wiedergibt.
Kühlvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Metall-Element (22) durch Laminieren oder Schichten von zwei oder mehr Öffnungselementen (22d) gebildet wird, die eine gefaltete Form aufweisen.
Energieumwandlungs-Vorrichtung (10), die Folgendes aufweist: - eine Kühlvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8; und - eine elektronische Einheit (11), die an zumindest einer von einer äußeren unteren Oberfläche oder einer äußeren seitlichen Oberfläche des Gehäuses (21) der Kühlvorrichtung (20) angeordnet ist und das Kältemittel in dem Gehäuse (21) erwärmt.
Kühlsystem (1), das so konfiguriert ist, dass durch Zirkulieren des Kältemittels ein Kühlvorgang durchgeführt wird, wobei das Kühlsystem (1) Folgendes aufweist: - ein Kältemittelrohr (2), durch das hindurch das Kältemittel strömt; - eine Pumpe (3), die so konfiguriert ist, dass das Kältemittel in dem Kältemittelrohr (2) zirkuliert wird, und die mit dem Kältemittelrohr (2) verbunden ist; - einen Radiator (4), der mit dem Kältemittelrohr (2) verbunden ist und der so konfiguriert ist, dass Wärme des Kältemittels, das mittels der Pumpe (3) zirkuliert wird, in einen Außenbereich abgegeben wird; und - eine Energieumwandlungs-Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, die mit dem Kältemittelrohr (2) verbunden ist und die durch das Kältemittel gekühlt wird, das mittels der Pumpe (3) zirkuliert wird.