DE112021002109T5

DE112021002109T5 - Kühlvorrichtung

Info

Publication number: DE112021002109T5
Application number: DE112021002109.5T
Authority: DE
Inventors: Mitsuru Iwasaki; Eiki Hayashi; Mayumi Yamanaka
Original assignee: Marelli Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2023-03-09
Also published as: WO2021201019A1; JP7291290B2; US20230145779A1; CN115210864A; JPWO2021201019A1

Abstract

Eine Kühlvorrichtung (1), in der ein Fluid durch einen flachen Strömungsweg (20) strömt, der zwischen einer ersten breiten Fläche (11) und einer zweiten breiten Fläche (12) gebildet ist, wobei die zweite breite Fläche (12) eine Vielzahl von Vorsprungsabschnitten (30) aufweist, die in den Strömungsweg (1) hineinragen, sich in einer Strömungswegbreitenrichtung erstrecken und nebeneinander in einer Fluidströmungsrichtung angeordnet sind. Die erste breite Fläche (11) ist nicht mit den Vorsprungsabschnitten (30) versehen. Die Vorsprungsabschnitte (30) umfassen jeweils eine erste geneigte Fläche (31), die so geneigt ist, dass sie sich der ersten breiten Fläche (11) von stromaufwärts nach stromabwärts in der Fluidströmungsrichtung nähert, und eine zweite geneigte Fläche (32), die abwechselnd mit der ersten geneigten Fläche (31) in der Fluidströmungsrichtung angeordnet und so geneigt ist, dass sie von der ersten breiten Fläche (11) von stromaufwärts nach stromabwärts in der Fluidströmungsrichtung beabstandet ist. Die Vorsprungsabschnitte (30) sind so geformt, dass in einem Querschnitt entlang der Fluidströmungsrichtung ein virtueller erster Kreis (C1) an drei Punkten auf der ersten breiten Fläche (11), der zweiten geneigten Fläche (32) und der ersten geneigten Fläche (31) neben der zweiten geneigten Fläche (32) stromabwärts in der Fluidströmungsrichtung eingeschrieben ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Kühlen einer zu kühlenden Vorrichtung.
Stand der Technik
JP 2020-014278 A offenbart ein Wechselrichtermodul mit einem Strömungsweg für Kühlwasser (eine Kühlvorrichtung), der zwischen einem Leistungsmodul und einem Kondensatorkörper ausgebildet ist.
Zusammenfassung der Erfindung
In der Kühlvorrichtung von JP 2020-014278 A wird jedoch die Fläche für den Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser vergrößert, indem auf der Unterseite des Leistungsmoduls Rippen gebildet werden, aber es wurde nicht untersucht, wie das Kühlwasser im Strömungsweg fließt.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Effizienz des Wärmeaustauschs zwischen einer zu kühlenden Vorrichtung und einem Fluid zu verbessern, je nachdem, wie das Fluid durch einen Strömungsweg fließt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kühlvorrichtung bereitgestellt, die eine erste breite Fläche und eine zweite breite Fläche aufweist, die der ersten breiten Fläche zugewandt ist, und die eine zu kühlende Vorrichtung mit einem Fluid kühlt, das durch einen flachen Strömungsweg fließt, der zwischen der ersten breiten Fläche und der zweiten breiten Fläche gebildet ist, wobei die zweite breite Fläche eine Vielzahl von Vorsprungsabschnitten aufweist, die in den Strömungsweg hineinragen, wobei sich die Vorsprungsabschnitte in einer Strömungswegbreitenrichtung erstrecken, wobei die Vorsprungsabschnitte nebeneinander in einer Fluidströmungsrichtung angeordnet sind, wobei die erste breite Fläche nicht mit den Vorsprungsabschnitten versehen ist, wobei die Vorsprungsabschnitte jeweils umfassen: eine erste geneigte Fläche, die so geneigt ist, dass sie sich der ersten breiten Fläche von stromaufwärts nach stromabwärts in der Fluidströmungsrichtung nähert; und eine zweite geneigte Fläche, die abwechselnd mit der ersten geneigten Fläche in der Fluidströmungsrichtung angeordnet ist und so geneigt ist, dass sie von der ersten breiten Fläche von stromaufwärts nach stromabwärts in der Fluidströmungsrichtung beabstandet ist, und die Vorsprungsabschnitte jeweils so geformt sind, dass in einem Querschnitt entlang der Fluidströmungsrichtung ein virtueller erster Kreis an drei Punkten auf der ersten breiten Fläche, der zweiten geneigten Fläche und der ersten geneigten Fläche neben der zweiten geneigten Fläche stromabwärts in der Fluidströmungsrichtung eingeschrieben ist.
Gemäß dem obigen Aspekt sind in einem Querschnitt, der entlang einer Fluidströmungsrichtung genommen wird, Vorsprungsabschnitte jeweils so geformt, dass ein virtueller erster Kreis an drei Punkten auf einer ersten breiten Fläche, einer zweiten geneigten Fläche und einer ersten geneigten Fläche, die an die zweite geneigte Fläche angrenzt und stromabwärts davon in der Fluidströmungsrichtung liegt, eingeschrieben ist. Wenn daher ein Fluid von der ersten geneigten Fläche zu der zweiten geneigten Fläche fließt, die an die erste geneigte Fläche angrenzt und dieser in der Fluidströmungsrichtung nachgelagert ist, wird ein Längswirbel erzeugt und fließt entlang der zweiten geneigten Fläche, und ein großer Längswirbel wird in einem Raum erzeugt, in dem der virtuelle erste Kreis an den drei Punkten eingeschrieben ist. Daher ist es möglich, die Effizienz des Wärmeaustauschs zwischen einer zu kühlenden Vorrichtung und dem Fluid in dem Raum, in dem der virtuelle erste Kreis an den drei Punkten eingeschrieben ist, zu verbessern. Daher kann die Effizienz des Wärmeaustauschs zwischen der zu kühlenden Vorrichtung und dem Fluid in Abhängigkeit davon, wie das Fluid durch einen Strömungsweg fließt, verbessert werden.
Figurenliste

[1] 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Kühlvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von oben gesehen.
[2] 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Kühlvorrichtung von unten gesehen.
[3] 3 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie III-III in 2 aufgenommen wurde, und ist eine Querschnittsansicht von Vorsprungsabschnitten der Kühlvorrichtung, die entlang einer Kühlwasserflussrichtung aufgenommen wurde.
[4] 4 ist eine Bodenansicht, die einen Teil einer zweiten breiten Fläche der Kühlvorrichtung zeigt.
[5] 5 ist eine Querschnittsansicht der Kühlvorrichtung, die entlang einer Fluidströmungsrichtung aufgenommen wurde und nur einen Teil der Kühlvorrichtung in der Fluidströmungsrichtung zeigt.
[6] 6 ist eine Ansicht von unten, die schematisch die Strömung eines Fluids in dem Vorsprungsabschnitt zeigt.
[7] 7 ist eine Querschnittsansicht einer Seitenfläche, die schematisch die Strömung des Fluids in dem Vorsprungsabschnitt zeigt.
[8] 8 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis eines Wärmeübertragungskoeffizienten in Bezug auf Rm1 × P/Dv zeigt, wobei Rm1 ein Radius eines ersten Kreises C1 ist, P ein Abstand zwischen Spitzenabschnitten ist, die in der Strömungsrichtung des Fluids aneinandergrenzen, und Dv eine Distanz zwischen einem Spitzenabschnitt und einer ersten breiten Fläche ist.
[9] 9 zeigt einen Wert von Rm1 × P/Dv für jede Form, wenn ein Neigungswinkel θt, der Abstand P, die Distanz Dv und der Radius Rm1 geändert werden.
[10] 10 ist ein Diagramm, das obere und untere Grenzwerte des Neigungswinkels θt und einen oberen Grenzwert für die Distanz Dv zeigt.
[11] 11 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Neigungswinkel θt und dem Widerstand ΔP zeigt.
[12] 12 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Abstand P und dem Wärmeübergangskoeffizienten zeigt.
[13] 13 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Abstand P und dem Widerstand ΔP zeigt.
[14] 14 ist ein Diagramm, das das Verhältnis eines Wärmeübergangskoeffizienten in Bezug auf Rm1 × P/Dv für ein Fluid mit verschiedenen Reynoldszahlen zeigt.
[15] 15 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Strömungsweg gemäß einer ersten Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[16] 16 ist eine Ansicht von unten, die die Strömung eines Fluids in der in 15 dargestellten ersten Modifikation zeigt.
[17] 17 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Strömungsweg gemäß einer zweiten Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
[18] 18 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Strömungsweg gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[19] 19 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Strömungsweg gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
[20 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Strömungsweg gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
[21] 21 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Strömungsweg gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[22] 22 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Strömungsweg gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[23] 23 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Strömungsweg gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine Kühlvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Zunächst wird die Gesamtkonfiguration der Kühlvorrichtung 1 unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.
1 ist eine perspektivische Ansicht der Kühlvorrichtung 1 von oben gesehen. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Kühlvorrichtung 1 von unten gesehen. 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in 2 und eine Querschnittsansicht der Vorsprungsabschnitte 30 der Kühlvorrichtung 1 entlang einer Kühlwasserströmungsrichtung. 4 ist eine Ansicht von unten, die einen Teil einer zweiten breiten Fläche 12 zeigt, auf der die Vorsprungsabschnitte 30 ausgebildet sind. 5 ist eine Querschnittsansicht der Kühlvorrichtung 1 entlang der Kühlwasserströmungsrichtung und zeigt nur einen Abschnitt der Kühlvorrichtung 1 in der Kühlwasserströmungsrichtung.
Wie in 1 dargestellt, umfasst die Kühlvorrichtung 1 einen Einlassströmungsweg 2, einen Auslassströmungsweg 3 und einen Hauptkörperabschnitt 10, der einen Strömungsweg 20 bildet (siehe 2). Hier kühlt die Kühlvorrichtung 1 ein Wechselrichtermodul 8 als zu kühlendes Gerät durch Wärmeaustausch mit Kühlwasser, das durch den Strömungsweg 20 fließt.
Das Wechselrichtermodul 8 steuert z. B. einen Antriebsmotor (nicht dargestellt) eines Fahrzeugs. Wie in 2 dargestellt, enthält das Wechselrichtermodul 8 drei Schaltelemente 9 entlang einer Strömungsrichtung des Kühlwassers im Strömungsweg 20. Das Wechselrichtermodul 8 wandelt Gleichstromleistung und Wechselstromleistung durch Ein- und Ausschalten der Schaltelemente 9 ineinander um.
Die Schaltelemente 9 entsprechen jeweils einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase des Wechselrichtermoduls 8. Die Schaltelemente 9 werden mit hoher Geschwindigkeit zwischen EIN und AUS geschaltet, wodurch Wärme erzeugt wird. Die Schaltelemente 9, die Wärme erzeugt haben, werden durch Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser im Strömungsweg 20 gekühlt.
Wie in 1 dargestellt, ist der Einlassströmungsweg 2 ein Strömungsweg zum Zuführen des Kühlwassers zu dem flachen Strömungsweg 20 (siehe 2), der in dem Hauptkörperabschnitt 10 ausgebildet ist. Der Einlassströmungsweg 2 ist so angeordnet, dass er aus dem Hauptkörperabschnitt 10 herausragt. Der Einlassströmungsweg 2 ist so ausgebildet, dass dieser in Bezug auf den Hauptkörperabschnitt 10 geneigt ist, um das Kühlwasser entlang der Kühlwasserströmungsrichtung im Strömungsweg 20 zuzuführen.
Der Auslassströmungsweg 3 ist ein Strömungsweg zum Ablassen des Kühlwassers aus dem Strömungsweg 20. Der Auslassströmungsweg 3 ist so angeordnet, dass er aus dem Hauptkörperabschnitt 10 herausragt. Der Auslassströmungsweg 3 ist so geformt, dass er in Bezug auf den Hauptkörperabschnitt 10 geneigt ist, um das abgeleitete Kühlwasser entlang der Kühlwasserströmungsrichtung im Strömungsweg 20 zu führen.
Wie in 2 dargestellt, umfasst der Hauptkörperabschnitt 10 die zweite breite Fläche 12, eine erste Seitenfläche 13 und eine zweite Seitenfläche 14. Das Wechselrichtermodul 8 hat eine erste breite Fläche 11. Der Strömungsweg 20 wird flach durch die erste breite Fläche 11, die zweite breite Fläche 12, die erste Seitenfläche 13 und die zweite Seitenfläche 14 gebildet.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die erste breite Fläche 11 durch eine Bodenfläche des Wechselrichtermoduls 8 gebildet. Das heißt, die Kühlvorrichtung 1 umfasst den Hauptkörperabschnitt 10 und das Wechselrichtermodul 8. In diesem Fall kann die Effizienz des Wärmeaustauschs verbessert werden, indem das Kühlwasser in direkten Kontakt mit dem Wechselrichtermodul 8 gebracht wird.
Alternativ kann der Hauptkörperabschnitt 10 so geformt sein, dass er die erste breite Fläche 11 aufweist, und das Wechselrichtermodul 8 kann mit der Außenseite der ersten breiten Fläche 11 in Kontakt gebracht werden. In diesem Fall umfasst die Kühlvorrichtung 1 nur den Hauptkörperabschnitt 10.
Hier wird eine Richtung, in der das Kühlwasser durch den Strömungsweg 20 fließt, als „Kühlwasserströmungsrichtung“ (eine Fluidströmungsrichtung) bezeichnet, eine Richtung senkrecht zur Kühlwasserströmungsrichtung und parallel zur ersten breiten Fläche 11 und zur zweiten breiten Fläche 12 wird als „Strömungswegbreitenrichtung“ bezeichnet, und eine Richtung senkrecht zur Kühlwasserströmungsrichtung und parallel zur ersten Seitenfläche 13 und zur zweiten Seitenfläche 14 wird als „Strömungsweghöhenrichtung“ bezeichnet. Die „Kühlwasserströmungsrichtung“ ist keine lokale Strömungsrichtung des Kühlwassers, in der sich die Bewegungsrichtung aufgrund des Einflusses der Vorsprungsabschnitte 30 geändert hat, sondern eine Strömungsrichtung des Kühlwassers, wenn der Strömungsweg 20 als Ganzes betrachtet wird.
Die erste breite Fläche 11 hat eine ebene Form, die sich linear in der Strömungsrichtung des Kühlwassers und auch linear in der Strömungswegbreitenrichtung orthogonal zur Strömungsrichtung des Kühlwassers erstreckt. Die erste breite Fläche 11 kühlt das Wechselrichtermodul 8 mit dem durch den Strömungsweg 20 fließenden Kühlwasser. Die erste breite Fläche 11 ist nicht mit Vorsprungsabschnitten 30 versehen, die später beschrieben werden.
Die zweite breite Fläche 12 ist der ersten breiten Fläche 11 in Strömungsweghöhenrichtung mit einem Abstand gegenübergestellt, der einer Fließweghöhe entspricht. Dementsprechend wird der flache Strömungsweg 20 zwischen der ersten breiten Fläche 11 und der zweiten breiten Fläche 12 gebildet. Hier beträgt die Fließweghöhe des engsten Abschnitts des Fließwegs 20, d.h. Die Distanz Dv (siehe 5) zwischen einem später zu beschreibenden Spitzenabschnitt 33 und der ersten breiten Fläche 11 0,1 bis 10 [mm]. Die zweite breite Fläche 12 weist Vorsprungsabschnitte 30 auf, die in den Strömungsweg 20 hineinragen und sich in der Strömungswegbreitenrichtung erstrecken.
Eine Vielzahl von Vorsprungsabschnitten 30 ist parallel zur Strömungsrichtung des Kühlwassers nebeneinander angeordnet. Die Vorsprungsabschnitte 30 sind über die gesamte Breite des Strömungswegs 20 in Strömungswegbreitenrichtung ausgebildet. Wenn es einen Abschnitt gibt, in dem die Vorsprungsabschnitte 30 nicht ausgebildet sind, kann das Kühlwasser den Abschnitt umgehen, aber die Vorsprungsabschnitte 30 sind über die gesamte Breite in Strömungswegbreitenrichtung ausgebildet, und somit ist es möglich, eine Verringerung der Wärmeaustauschleistung zu verhindern.
Wie in 3 dargestellt, umfassen die Vorsprungsabschnitte 30 jeweils eine erste geneigte Fläche 31, eine zweite geneigte Fläche 32, den Spitzenabschnitt 33 und einen Talabschnitt 34.
Die erste geneigte Fläche 31 ist so geneigt, dass sie sich der ersten breiten Fläche 11 in Strömungsrichtung des Kühlwassers von stromaufwärts nach stromabwärts nähert. Die erste geneigte Fläche 31 hat eine ebene Form. Die erste geneigte Fläche 31 ist mit einem Neigungswinkel θt in Bezug auf die zweite breite Fläche 12 geneigt. Der Neigungswinkel θt beträgt vorzugsweise 15 [°] bis 45 [°] und liegt hier bei 30 [°]. Die Dicke t der zweiten breiten Fläche 12 beträgt 1 [mm].
Die zweite geneigte Fläche 32 ist abwechselnd mit der ersten geneigten Fläche 31 in der Kühlwasserströmungsrichtung angeordnet und ist so geneigt, dass sie von der ersten breiten Fläche 11 von stromaufwärts nach stromabwärts in der Kühlwasserströmungsrichtung beabstandet ist. Die zweite geneigte Fläche 32 hat eine ebene Form. In ähnlicher Weise ist die zweite geneigte Fläche 32 um den Neigungswinkel θt gegenüber der zweiten breiten Fläche 12 geneigt.
Der Spitzenabschnitt 33 ist zwischen der ersten geneigten Fläche 31 und der zweiten geneigten Fläche 32 benachbart zu und stromabwärts der ersten geneigten Fläche 31 in der Kühlwasserströmungsrichtung ausgebildet. Hier beträgt der Abstand P zwischen benachbarten Spitzenabschnitten 33 11 [mm]. Der Spitzenabschnitt 33 wird an einem oberen Abschnitt gebildet, an dem die erste geneigte Fläche 31 und die zweite geneigte Fläche 32 aneinanderstoßen. Alternativ kann der Spitzenabschnitt 33 durch eine gekrümmte Fläche gebildet werden, die die erste geneigte Fläche 31 und die zweite geneigte Fläche 32 flach verbindet, oder der Spitzenabschnitt 33 kann durch eine ebene Fläche gebildet werden, die die erste geneigte Fläche 31 und die zweite geneigte Fläche 32 verbindet.
Der Talabschnitt 34 ist zwischen der zweiten geneigten Fläche 32 und der ersten geneigten Fläche 31 angrenzend an und stromabwärts der zweiten geneigten Fläche 32 in der Kühlwasserströmungsrichtung ausgebildet. Der Talabschnitt 34 wird in einem Bodenabschnitt gebildet, wo die zweite geneigte Fläche 32 und die erste geneigte Fläche 31 aneinanderstoßen. Alternativ kann der Talabschnitt 34 durch eine gekrümmte Fläche gebildet werden, die die zweite geneigte Fläche 32 und die erste geneigte Fläche 31 flach miteinander verbindet, oder der Talabschnitt 34 kann durch eine flache Fläche gebildet werden, die die zweite geneigte Fläche 32 und die erste geneigte Fläche 31 miteinander verbindet.
Wenn das Kühlwasser durch den Strömungsweg 20 zwischen dem Spitzenabschnitt 33 und der ersten breiten Fläche 11 fließt, tendiert das Kühlwasser dazu, in einer Richtung zu fließen, die nahezu senkrecht zu einer Kammlinie des Spitzenabschnitts 33 ist, um den Widerstand zu verringern. Andererseits, wenn das Kühlwasser durch den Strömungsweg 20 zwischen dem Talabschnitt 34 und der ersten breiten Fläche 11 fließt, neigt das Kühlwasser dazu, in einer Richtung entlang einer Kammlinie des Talabschnitts 34 zu fließen, die einen geringen Widerstand aufweist. Auf diese Weise fließt das Kühlwasser abwechselnd durch den Spitzenabschnitt 33 und den Talabschnitt 34, wodurch in dem Talabschnitt 34, der zwischen einem Paar Spitzenabschnitten 33 liegt, eine starke Wirbelströmung (ein Längswirbel) erzeugt wird. Daher kann der Längswirbel effizient erzeugt werden.
Wie in 4 dargestellt, sind die in der Breitenrichtung des Strömungsweges nebeneinander liegenden Vorsprünge 30 in entgegengesetzte Richtungen geneigt, so dass sie sich in der Strömungsrichtung des Kühlwassers abwechseln. Ein Neigungswinkel θw jedes der Vorsprungsabschnitte 30 in der Breitenrichtung des Strömungswegs in Bezug auf die Strömungsrichtung des Kühlwassers beträgt vorzugsweise 15 [°] bis 40 [°] und beträgt hier 30 [°].
Obwohl 4 nur ein Paar von Vorsprungsabschnitten 30 zeigt, die in Strömungswegbreitenrichtung nebeneinander liegen, sind die Vorsprungsabschnitte 30 in Strömungswegbreitenrichtung weiterhin nebeneinander angeordnet. Das heißt, die in Strömungswegbreitenrichtung nebeneinander liegenden Vorsprungsabschnitte 30 sind so geformt, dass sie in Strömungswegbreitenrichtung eine kontinuierliche V-Form aufweisen. Hier beträgt die Größe W des Paares von Vorsprungsabschnitten 30, die in Strömungswegbreitenrichtung nebeneinander liegen, in Strömungswegbreitenrichtung 12,7 [mm].
Die in Strömungswegbreitenrichtung aneinander angrenzenden Kammlinien der Spitzenabschnitte 33 sind durchgehend ausgebildet. Die Kammlinien der Talabschnitte 34, die in Richtung der Breite des Strömungsweges aneinandergrenzen, sind durchgehend ausgebildet. Dementsprechend ist es möglich, die Temperaturverteilung des Kühlwassers im Strömungsweg 20 zu verbessern. Die Vorsprungsabschnitte 30 haben einen Verbindungsabschnitt 35, der zwischen den Spitzenabschnitten 33 ausgebildet ist, die in der Strömungswegbreitenrichtung kontinuierlich sind, und einen oberen Abschnitt 36 des Verbindungsabschnitts 35, der stromabwärts in der Strömungsrichtung des Kühlwassers hervorsteht.
Wie in 5 dargestellt, sind die Vorsprungsabschnitte 30 jeweils so geformt, dass in einem Querschnitt entlang der Kühlwasserströmungsrichtung ein virtueller erster Kreis C1 an drei Punkten auf der ersten breiten Fläche 11, der zweiten geneigten Fläche 32 und der ersten geneigten Fläche 31 neben und stromabwärts der zweiten geneigten Fläche 32 in der Kühlwasserströmungsrichtung eingeschrieben ist. Darüber hinaus ist der Vorsprungsabschnitt 30 so geformt, dass der Talabschnitt 34 nicht in den ersten Kreis C1 fällt.
Ebenso sind die Vorsprungsabschnitte 30 jeweils so geformt, dass in einem Querschnitt entlang der Kühlwasserströmungsrichtung ein virtueller zweiter Kreis C2 an drei Punkten auf der ersten geneigten Fläche 31 stromaufwärts des Spitzenabschnitts 33, der zweiten geneigten Fläche 32 stromabwärts des Spitzenabschnitts 33 und einer virtuellen gegenüberliegenden Fläche S, die der ersten breiten Fläche 11 zugewandt ist und in der sich der Talabschnitt 34 befindet, eingeschrieben ist. Darüber hinaus ist der Vorsprungsabschnitt 30 so geformt, dass der Spitzenabschnitt 33 nicht in den zweiten Kreis C2 fällt. Dementsprechend kann die Effizienz des Wärmeaustauschs ohne unnötige Erhöhung des Widerstands verbessert werden.
Wie in 5 dargestellt, wird der Radius des ersten Kreises C1 mit Rm1, der Radius des zweiten Kreises C2 mit Rm2, der Abstand zwischen den in Kühlwasserströmungsrichtung benachbarten Spitzenabschnitten 33 mit P und die Distanz zwischen dem Spitzenabschnitt 33 und der ersten breiten Fläche 11 mit Dv bezeichnet. Eine Form des Vorsprungsabschnitts 30 wird bestimmt, wenn der Radius Rm1 des ersten Kreises C1, der Abstand P zwischen den Spitzenabschnitten 33 und die Distanz Dv bekannt sind.
Zu diesem Zeitpunkt haben die Größen des ersten Kreises C1 und des zweiten Kreises C2 ein Verhältnis von Rm1 > Rm2.
Auf diese Weise ist es durch die Einstellung von Rm1 > Rm2 möglich, eine Strömungsweg-Querschnittsfläche des Strömungswegs 20 zwischen dem Spitzenabschnitt 33 und der ersten breiten Fläche 11 ausreichend zu sichern.
Als Nächstes wird ein Betrieb der Kühlvorrichtung 1 unter Bezugnahme auf die 5 bis 14 beschrieben.
6 ist eine Draufsicht, die schematisch die Strömung des Kühlwassers in den Vorsprungsabschnitten 30 zeigt. 7 ist eine Querschnittsansicht einer Seitenfläche, die schematisch die Strömung des Kühlwassers in dem Vorsprungsabschnitt 30 zeigt. 8 ist ein Diagramm, das das Verhältnis eines Wärmeübergangskoeffizienten in Bezug auf Rm1 × P/Dv zeigt, wobei Rm1 der Radius des ersten Kreises C1 ist, P der Abstand zwischen den in der Kühlwasserströmungsrichtung benachbarten Spitzenabschnitten 33 ist und Dv die Distanz zwischen dem Spitzenabschnitt 33 und der ersten breiten Fläche 11 ist. 9 zeigt einen Wert von Rm1 × P jDv für jede Form, wenn der Neigungswinkel θt, der Abstand P, die Distanz Dv und der Radius Rm1 geändert werden. 10 ist ein Diagramm, das obere und untere Grenzwerte des Neigungswinkels θt und einen oberen Grenzwert der Distanz Dv zeigt. 11 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Neigungswinkel θt und dem Widerstand ΔP [Pa] zeigt. 12 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Abstand P und dem Wärmeübergangskoeffizienten zeigt. 13 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Abstand P und dem Widerstand ΔP darstellt. 14 ist ein Diagramm, das das Verhältnis eines Wärmeübergangskoeffizienten zu Rm1 × P/Dv für ein Fluid mit verschiedenen Reynoldszahlen Re zeigt.
Wie in den 6 und 7 gezeigt, wird, wenn das Kühlwasser von der ersten geneigten Fläche 31 zur zweiten geneigten Fläche 32 neben und stromabwärts der ersten geneigten Fläche 31 in der Kühlwasserströmungsrichtung fließt, der Längswirbel erzeugt der entlang der zweiten geneigten Fläche 32 fließt. Dann bildet sich ein großer Längswirbel in einem Raum (siehe 5), in dem der virtuelle erste Kreis C1 an den drei Punkten eingeschrieben ist. Daher ist es möglich, die Effizienz des Wärmeaustauschs zwischen dem Wechselrichtermodul 8 und dem Kühlwasser in dem Raum zu verbessern, in dem der virtuelle erste Kreis C1 an den drei Punkten eingeschrieben ist. Daher kann die Effizienz des Wärmeaustauschs zwischen dem Wechselrichtermodul 8 und dem Kühlwasser in Abhängigkeit davon, wie das Kühlwasser durch den Strömungsweg 20 fließt, verbessert werden.
Eine horizontale Achse von 8 ist Rm1 × P Dv (Rm1 ist der Radius des ersten Kreises C1, P ist der Abstand zwischen den Spitzenabschnitten 33 (oder zwischen den Talabschnitten 34), und Dv ist die Distanz zwischen dem Spitzenabschnitt 33 und der ersten breiten Oberfläche 11). Eine vertikale Achse von 8 ist ein Verhältnis eines Wärmeübergangskoeffizienten zu einem Fall eines flachen Strömungsweges, in dem die Vorsprungsabschnitte 30 nicht ausgebildet sind.
In diesem Fall wird in der Kühlvorrichtung 1, während die Wirbelströmung zum Talabschnitt 34 hin erzeugt wird, die Wirbelströmung zwischen dem Spitzenabschnitt 33 und der ersten breiten Fläche 11 (ein Teil der Distanz Dv) zusammengezogen, wodurch eine Temperaturgrenzschicht dünner gemacht und die Wärmeaustauschleistung verbessert wird. Der Radius Rm1, der Abstand P und die Distanz Dv sind Parameter, die miteinander in Beziehung stehen, um eine Reihe von Strömungen zu erzeugen. Insbesondere hat der Radius Rm1 eine inverse Korrelation, bei der das Verhältnis relativ groß ist, wenn die Distanz Dv klein ist, und der Abstand P hat eine inverse Korrelation, bei der das Verhältnis relativ groß ist, wenn die Distanz Dv klein ist. Auf diese Weise besteht eine geometrische Korrelation zwischen dem Radius Rm1, dem Abstand P und der Distanz Dv. Da sich die geometrische Korrelation auf den Durchfluss auswirkt, kann ein Hochpunkt durch einen Wert von Rm1 × P/Dv angezeigt werden.
8 zeigt als Beispiel einen Fall mit Re = 1640 in einem Bereich der Reynoldszahl Re, der in der Kühlvorrichtung 1 häufig verwendet wird. Jede Darstellung in 8 zeigt einen Fall jeder in 9 dargestellten Form. In 8 ist die Darstellung eines Dreiecks (▲) ein Fall, in dem die Distanz Dv 0,6 [mm] beträgt, die Darstellung eines Kreises (•) ist ein Fall, in dem die Distanz Dv 1,0 [mm] beträgt, und die Darstellung eines Quadrats (■) ist ein Fall, in dem die Distanz Dv 1,4 [mm] beträgt.
Bezugnehmend auf 8 wird, wenn die Distanz Dv 1,0 [mm] beträgt, ein Wert eines Wendepunktes, d.h. wenn Rm1 × P/Dv 40 ist, als Obergrenze festgelegt, und ein unterer Grenzwert wird auf der Grundlage des Verhältnisses des Wärmeübergangskoeffizienten zum Fall des flachen Strömungswegs zu diesem Zeitpunkt auf 4 festgelegt. Es ist daher zu erkennen, dass die Leistung der Kühlvorrichtung 1 verbessert wird, wenn Rm1 × P/Dv in einem Bereich von 4 bis 40 liegt. Durch Einstellen von Rm1 × P/Dv in den Bereich von 4 bis 40 kann daher der Wärmeübergangskoeffizient verbessert werden, d. h. eine Leistungsverbesserungsspanne kann erhöht werden. Es ist zu erkennen, dass die Leistung der Kühlvorrichtung 1 in ähnlicher Weise verbessert wird, wenn die Distanz Dv in einem Bereich von 0,6 bis 1,4 [mm] liegt, ausgehend von dem Fall, dass die Distanz Dv 1,0 [mm] beträgt.
Nachfolgend werden die oberen und unteren Grenzwerte für jeden Parameter in Rm1 × P/Dv unter Bezugnahme auf die 10 bis 14 beschrieben.
In 10 stellt eine horizontale Achse den Neigungswinkel θt dar, und eine vertikale Achse den Wärmeübergangskoeffizienten [W/m2K]. In 10 ist die Darstellung eines Dreiecks (▲) ein Fall, in dem die Distanz Dv 0,6 [mm] beträgt, die Darstellung eines Kreises (•) ein Fall, in dem die Distanz Dv 1,0 [mm] beträgt, und die Darstellung eines Quadrats (■) ein Fall, in dem die Distanz Dv 1,4 [mm] beträgt.
Wie in 10 gezeigt, beträgt bei eine Distanz Dv von 1,4 [mm] die Änderung des Wärmeübergangskoeffizienten in einem Bereich des Neigungswinkels θt von 10° bis 45° weniger als 5%. Basierend auf 10 ist daher der obere Grenzwert der Distanz Dv 1,4 [mm], ein unterer Grenzwert des Neigungswinkels θt ist 10 [°] und ein oberer Grenzwert des Neigungswinkels θt ist 45 [°].
In 11 stellt eine horizontale Achse den Neigungswinkel θt und eine vertikale Achse den Widerstand ΔP [Pa] dar. In 11 ist die Darstellung eines Dreiecks (▲) ein Fall, in dem die Distanz Dv 0,6 [mm] beträgt, die Darstellung eines Kreises (•) ein Fall, in dem die Distanz Dv 1,0 [mm] beträgt, und die Darstellung eines Quadrats (■) ein Fall, in dem die Distanz Dv 1,4 [mm] beträgt.
Wie in 11 dargestellt, ist der Widerstand ΔP bei einer Distanz Dv von 0,6 [mm] fünfmal so groß oder größer als der Widerstand ΔP bei einer Distanz Dv von 1,4 [mm]. Daher ist der untere Grenzwert für die Distanz Dv 0,6 [mm].
In 12 stellt die horizontale Achse den Abstand P [mm] und die vertikale Achse den Wärmeübergangskoeffizienten [W/m2K] dar. In 13 stellt eine horizontale Achse den Abstand P [mm] und eine vertikale Achse den Widerstand ΔP [kPa] dar. In 12 und 13 ist die Darstellung eines Dreiecks (▲) ein Fall, in dem die Distanz Dv 0,6 [mm] beträgt, die Darstellung eines Kreises (•) ein Fall, in dem die Distanz Dv 1,0 [mm] beträgt, und die Darstellung eines Quadrats (■) ein Fall, in dem die Distanz Dv 1,4 [mm] beträgt.
Wie in 12 und 13 gezeigt, sinkt bei einem Abstand von 16,5 [mm] der Wärmeübergangskoeffizient und der Widerstand ΔP steigt. Daher liegt der obere Grenzwert für den Abstand P bei 16,5 [mm]. Beträgt der Abstand P hingegen 5,5 [mm], so erhöht sich der Wärmeübergangskoeffizient gegenüber dem Abstand P von 11,0 [mm] um 10 %, während der Widerstand ΔP um 37 % zunimmt. Es ist zu erwarten, dass der Widerstand ΔP quadratisch ansteigt, wenn der Abstand P kleiner als 5,5 [mm] ist. Daher ist der untere Grenzwert für den Abstand P 5,5 [mm].
Die Größe des Radius Rm1 wird durch den Neigungswinkel θt, die Distanz Dv und den Abstand P bestimmt. Somit kann ein Bereich der Größe des Radius Rm1 wie folgt auf der Grundlage der oberen und unteren Grenzwerte des Neigungswinkels θt, der Distanz Dv und des Abstands P ermittelt werden. Ein unterer Grenzwert des Radius Rm1 ist ein Wert, wenn der Neigungswinkel θt 10 [°], die Distanz Dv 0,6 [mm] und der Abstand P 5,5 [mm] beträgt und hier 0,54 [mm] beträgt. Ein oberer Grenzwert des Radius Rm1 ist ein Wert, wenn der Neigungswinkel θt 45 [°], die Distanz Dv 1,4 [mm] und der Abstand P 16,5 [mm] beträgt und hier 3,61 [mm] beträgt.
14 fügt einen Fall hinzu, in dem die Reynoldszahlen Re des Fluids unterschiedlich sind, wenn die Distanz Dv im Diagramm von 8 1,0 [mm] beträgt. In 14 ist die Darstellung eines Kreises (•) ein Fall, in dem die Reynoldszahl Re des Fluids 1640 beträgt, die Darstellung eines Quadrats (■) ist ein Fall, in dem die Reynoldszahl Re des Fluids 1230 beträgt, und die Darstellung eines Dreiecks (A) ist ein Fall, in dem die Reynoldszahl Re des Fluids 820 beträgt.
Wie in 14 gezeigt, ist die Höhe eines Höchstwerts niedrig und sanft, wenn die Reynolds-Zahl Re des Fluids klein ist, und ist zu einer niedrigeren Seite versetzt. Es ist jedoch zu erkennen, dass auch bei einer Änderung der Reynoldszahl Re des Fluids die allgemeine Tendenz gleich bleibt.
Nachfolgend werden die ersten bis achten Modifikationen der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 15 bis 23 beschrieben.
Zunächst werden eine erste Modifikation und eine zweite Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 15 bis 17 beschrieben.
15 ist eine perspektivische Ansicht, die den Strömungsweg 20 gemäß der ersten Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 16 ist eine Draufsicht, die die Kühlwasserströmung in der ersten in 15 dargestellten Modifikation zeigt. 17 ist eine perspektivische Ansicht, die den Strömungsweg 20 gemäß der zweiten Modifikation der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 15 dargestellt, umfasst der Strömungsweg 20 einen zentralen Strömungsweg 21, einen seitlichen Strömungsweg 22 und einen Wendeströmungsweg 23.
Der zentrale Strömungsweg 21 ist an einer Position in einer Strömungswegbreitenrichtung ausgebildet, die einem zentralen Abschnitt des Wechselrichtermoduls 8 mit einer großen Wärmeerzeugungsmenge entspricht. Der zentrale Strömungsweg 21 ist mit den Vorsprungsabschnitten 30 versehen. Daher kann der zentrale Bereich des Wechselrichtermoduls 8 bevorzugt durch Kühlwasser gekühlt werden, das durch den zentralen Strömungsweg 21 fließt.
Der seitliche Strömungsweg 22 befindet sich in der Strömungswegbreitenrichtung außerhalb des zentralen Strömungswegs 21. Der seitliche Strömungsweg 22 ist mit den Vorsprungsabschnitten 30 versehen. Daher kann ein Teil des Wechselrichtermoduls 8 mit einer relativ kleinen Wärmeerzeugungsmenge durch das Kühlwasser weiter gekühlt werden, dessen Temperatur aufgrund des Wärmeaustauschs mit dem Wechselrichtermodul 8 im zentralen Strömungsweg 21 gestiegen ist.
Der Wendeströmungsweg 23 dreht das Kühlwasser aus dem zentralen Strömungsweg 21 in den seitlichen Strömungsweg 22 zurück. Wie in 16 dargestellt, fließt das im Wendeströmungsweg 23 umgelenkte Kühlwasser durch den seitlichen Strömungsweg 22 und wird aus dem Auslassströmungsweg 3 abgelassen.
Da, wie oben beschrieben, der zentrale Abschnitt des Wechselrichtermoduls 8 in Strömungswegbreitenrichtung eine große Wärmeentwicklung aufweist, kann das Wechselrichtermodul 8 effizient gekühlt werden, indem die Vorsprungsabschnitte 30 im zentralen Strömungsweg 21 angeordnet werden, die den zentralen Abschnitt kühlen. Das Kühlwasser, das über den Wendeströmungsweg 23 zurückgeführt wird, fließt durch den seitlichen Strömungsweg 22, so dass es möglich ist, den Abschnitt des Wechselrichtermoduls 8 mit einer relativ kleinen Wärmeerzeugungsmenge weiter zu kühlen.
Da die Vorsprungsabschnitte 30 nicht nur im zentralen Strömungsweg 21, sondern auch im seitlichen Strömungsweg 22 ausgebildet sind, kann die Wärmeaustauschleistung des Wechselrichtermoduls 8 weiter verbessert werden.
Wie bei der zweiten in 17 gezeigten Modifikation können die Vorsprungsabschnitte 30 in Abhängigkeit von der Wärmeerzeugungsmenge des Wechselrichtermoduls 8 nicht im seitlichen Strömungsweg 22 ausgebildet sein. In diesem Fall kann der Widerstand des Kühlwassers reduziert werden, indem die Vorsprungsabschnitte 30 im seitlichen Strömungsweg 22 nicht ausgebildet werden.
Als nächstes wird eine dritte Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 18 beschrieben.
18 ist eine perspektivische Ansicht, die den Strömungsweg 20 gemäß der dritten Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 18 gezeigt, umfasst der Vorsprungsabschnitt 30 jeweils des Weiteren eine Gleichrichterrippe 37, die sich stromabwärts in der Kühlwasserströmungsrichtung von dem oberen Abschnitt 36 erstreckt, der stromabwärts in der Kühlwasserströmungsrichtung in dem Verbindungsabschnitt 35 zwischen den Spitzenabschnitten 33 kontinuierlich in der Strömungswegbreitenrichtung vorsteht.
Die Gleichrichterrippe 37 ist in Strömungsrichtung des Kühlwassers stromabwärts vom Spitzenabschnitt 33 ausgebildet. Die Gleichrichterrippe 37 ist so ausgebildet, dass sie eine Länge bis zum Talabschnitt 34 entlang der zweiten geneigten Fläche 32 aufweist.
Da der Strömungsweg 20 in Strömungswegbreitenrichtung durch die Gleichrichterrippe 37 unterteilt ist, ist es möglich, Interferenzen zwischen den Längswirbeln des Kühlwassers auf beiden Seiten der Gleichrichterrippe 37 zu verhindern. Daher ist es möglich, die Kühlleistung zu verbessern und gleichzeitig einen Anstieg des Kühlwasserwiderstands zu verhindern.
Als nächstes wird eine vierte Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 19 beschrieben.
19 ist eine perspektivische Ansicht, die den Strömungsweg 20 gemäß der vierten Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 19 dargestellt, umfasst der Strömungsweg 20 einen breiten Abschnitt 25, einen Breitenverringerungsabschnitt 26 und einen schmalen Abschnitt 27. Der Strömungsweg 20 ist so ausgebildet, dass eine stromabwärtige Seite in der Kühlwasserströmungsrichtung in der Strömungswegbreitenrichtung schmaler ist als eine stromaufwärtige Seite in der Kühlwasserströmungsrichtung.
Der breite Abschnitt 25 ist so geformt, dass das Kühlwasser das gesamte Wechselrichtermodul 8 in der Strömungswegbreitenrichtung. Der breite Abschnitt 25 ist an einem Abschnitt ausgebildet, in den das Kühlwasser aus dem Einlassströmungsweg 2 fließt. Daher fließt das Kühlwasser mit einer relativ niedrigen Temperatur durch den breiten Abschnitt 25. Daher wird der breite Abschnitt 25 gebildet, und somit ist es möglich, das Wechselrichtermodul 8 weitgehend zu kühlen, während eine Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers verhindert wird.
Der Breitenverringerungsabschnitt 26 verringert sukzessive die Breite des Fließwegs vom breiten Abschnitt 25 zum schmalen Abschnitt 27 Der Breitenverringerungsabschnitt 26 ist entlang der Kammlinie des Talabschnitts 34 ausgebildet. Daher kann die Breite des Strömungsweges so reduziert werden, dass die Strömung des durch die Vorsprungsabschnitte 30 gebildeten Längswirbels nicht behindert wird und somit ein Anstieg des Widerstandes verhindert werden kann.
Der schmale Abschnitt 27 ist in der Strömungswegbreitenrichtung schmaler als der breite Abschnitt 25 ausgebildet. Der schmale Abschnitt 27 ist an einer Position in der Strömungswegbreitenrichtung ausgebildet, die dem zentralen Abschnitt des Wechselrichtermoduls 8 mit einer großen Wärmeerzeugungsmenge entspricht. Das Kühlwasser, das durch den schmalen Abschnitt 27 fließt, hat eine höhere Fließgeschwindigkeit als das Kühlwasser, das durch den breiten Abschnitt 25 fließt. Daher kann das Wechselrichtermodul 8 auch dann, wenn es im breiten Abschnitt 25 und im Breitenverringerungsabschnitt 26 gekühlt wird und die Temperatur des Kühlwassers erhöht wird, im schmalen Abschnitt 27 durch Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit gekühlt werden.
Nachfolgend werden fünfte bis achte Modifikationen der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 20 bis 23 beschrieben.
20 ist eine perspektivische Ansicht, die den Strömungsweg 20 gemäß einer fünften Modifikation der vorliegenden Erfindung zeigt. 21 ist eine perspektivische Ansicht, die den Strömungsweg 20 gemäß einer sechsten Modifikation der vorliegenden Erfindung zeigt. 22 ist eine perspektivische Ansicht, die den Strömungsweg 20 gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 23 ist eine perspektivische Ansicht, die den Strömungsweg 20 gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die 20 bis 23 zeigen einen Zustand, in dem ein Abschnitt eines Außenzylinders 5 oder eines Innenzylinders 6 abgeschnitten ist, so dass die Form des Vorsprungsabschnitts 30 sichtbar wird. In jeder der in den 20 bis 23 gezeigten Modifikationen wird ein Elektromotor (Antriebsmotor) 80 mit einer zylindrischen Außenform als zu kühlende Vorrichtung anstelle des Wechselrichtermoduls 8 verwendet.
In der in 20 gezeigten fünften Modifikation umfasst die Kühlvorrichtung 1 einen röhrenförmigen Außenzylinder 5 und einen röhrenförmigen Innenzylinder 6, der in einem Abstand an einem Innenumfang des Außenzylinders 5 angeordnet ist und den Elektromotor 80 am Innenumfang aufnimmt. Ein Innendurchmesser des Außenzylinders 5 ist größer als ein Außendurchmesser des Innenzylinders 6 ausgebildet. Die erste breite Fläche 11 ist am Innenumfang des Außenzylinders 5 ausgebildet, und die zweite breite Fläche 12 ist an einem Außenumfang des Innenzylinders 6 ausgebildet.
Der Strömungsweg 20 ist ringförmig zwischen dem Außenzylinder 5 und dem Innenzylinder 6 ausgebildet. Das Kühlwasser fließt durch den Strömungsweg 20 in Richtung der Mittelachse. Das heißt, die erste breite Fläche 11 und die zweite breite Fläche 12 erstrecken sich linear in der Strömungsrichtung des Kühlwassers und sind kreisförmig in einer Richtung orthogonal zur Strömungsrichtung des Kühlwassers gekrümmt.
Die Vorsprungsabschnitte 30 ragen von einem Außenumfang der zweiten breiten Fläche 12 in den Strömungsweg 20 hinein und erstrecken sich in Strömungswegbreitenrichtung und sind nebeneinander in der Richtung der Mittelachse des Strömungswegs 20 angeordnet, die die Strömungsrichtung des Kühlwassers ist. Die Vorsprungsabschnitte 30 sind nicht auf der ersten breiten Oberfläche 11 angeordnet.
In der in 21 gezeigten sechsten Modifikation umfasst die Kühlvorrichtung 1 einen rohrförmigen Außenzylinder 5 und einen rohrförmigen Innenzylinder 6, der in einem Abstand am Innenumfang des Außenzylinders 5 angeordnet ist und den Elektromotor 80 am Innenumfang aufnimmt. Ein Innendurchmesser des Außenzylinders 5 ist größer als ein Außendurchmesser des Innenzylinders 6 ausgebildet. Die erste breite Fläche 11 ist am Innenumfang des Außenzylinders 5 ausgebildet, und die zweite breite Fläche 12 ist an einem Außenumfang des Innenzylinders 6 ausgebildet.
Der Strömungsweg 20 ist ringförmig zwischen dem Außenzylinder 5 und dem Innenzylinder 6 ausgebildet. Das Kühlwasser fließt in Umfangsrichtung durch den Strömungsweg 20. Das heißt, die erste breite Fläche 11 und die zweite breite Fläche 12 sind in Strömungsrichtung des Kühlwassers kreisförmig gekrümmt und erstrecken sich linear in einer Richtung orthogonal zur Strömungsrichtung des Kühlwassers.
Die Vorsprungsabschnitte 30 ragen von einem Außenumfang der zweiten breiten Fläche 12 in den Strömungsweg 20 hinein und erstrecken sich in Strömungswegbreitenrichtung und sind in Umfangsrichtung des Strömungswegs 20, d.h. in Richtung der Kühlwasserströmung, nebeneinander angeordnet. Die Vorsprungsabschnitte 30 sind nicht auf der ersten breiten Oberfläche 11 angeordnet.
In der siebten Modifikation, die in 22 dargestellt ist, umfasst die Kühlvorrichtung 1 einen rohrförmigen Außenzylinder 5 und einen rohrförmigen Innenzylinder 6, der in einem Abstand an einem Innenumfang des Außenzylinders 5 angeordnet ist und den Elektromotor 80 am Innenumfang aufnimmt. Ein Innendurchmesser des Außenzylinders 5 ist größer als ein Außendurchmesser des Innenzylinders 6 ausgebildet. Die zweite breite Fläche 12 ist am Innenumfang des Außenzylinders 5 ausgebildet, und die erste breite Fläche 11 ist an einem Außenumfang des Innenzylinders 6 ausgebildet.
Der Strömungsweg 20 ist ringförmig zwischen dem Außenzylinder 5 und dem Innenzylinder 6 ausgebildet. Das Kühlwasser fließt durch den Strömungsweg 20 in Richtung der Mittelachse. Das heißt, die erste breite Fläche 11 und die zweite breite Fläche 12 erstrecken sich linear in der Strömungsrichtung des Kühlwassers und sind kreisförmig in einer Richtung orthogonal zur Strömungsrichtung des Kühlwassers gekrümmt.
Die Vorsprungsabschnitte 30 ragen von einem inneren Umfang der zweiten breiten Fläche 12 in den Strömungsweg 20 hinein und erstrecken sich in Strömungswegbreitenrichtung und sind nebeneinander in Richtung der Mittelachse des Strömungsweges 20 angeordnet, die die Strömungsrichtung des Kühlwassers ist. Die Vorsprungsabschnitte 30 sind nicht auf der ersten breiten Oberfläche 11 angeordnet.
In der achten Modifikation, die in 23 dargestellt ist, umfasst die Kühlvorrichtung 1 einen rohrförmigen Außenzylinder 5 und einen rohrförmigen Innenzylinder 6, der in einem Abstand an einem Innenumfang des Außenzylinders 5 angeordnet ist und den Elektromotor 80 am Innenumfang aufnimmt. Ein Innendurchmesser des Außenzylinders 5 ist größer als ein Außendurchmesser des Innenzylinders 6 ausgebildet. Die zweite breite Fläche 12 ist am Innenumfang des Außenzylinders 5 ausgebildet, und die erste breite Fläche 11 ist an einem Außenumfang des Innenzylinders 6 ausgebildet.
Der Strömungsweg 20 ist ringförmig zwischen dem Außenzylinder 5 und dem Innenzylinder 6 ausgebildet. Das Kühlwasser fließt in Umfangsrichtung durch den Strömungsweg 20. Das heißt, die erste breite Fläche 11 und die zweite breite Fläche 12 sind in Strömungsrichtung des Kühlwassers kreisförmig gekrümmt und erstrecken sich linear in einer Richtung orthogonal zur Strömungsrichtung des Kühlwassers.
Die Vorsprungsabschnitte 30 ragen von einem inneren Umfang der zweiten breiten Fläche 12 in den Strömungsweg 20 hinein und erstrecken sich in Richtung der Breite des Strömungsweges und sind nebeneinander in der Umfangsrichtung des Strömungsweges 20 angeordnet, die die Strömungsrichtung des Kühlwassers ist. Die Vorsprungsabschnitte 30 sind nicht auf der ersten breiten Oberfläche 11 angeordnet.
Wie oben beschrieben, erstrecken sich bei den fünften bis achten Modifikationen die erste breite Fläche 11 und die zweite breite Fläche 12 linear in einer Richtung der Kühlwasserströmungsrichtung und in der Richtung orthogonal zur Kühlwasserströmungsrichtung und erstrecken sich linear oder sind kreisförmig gekrümmt in der anderen Richtung. Auf diese Weise kann der flache Strömungsweg 20 nicht nur in einer geometrisch ebenen Form mit zwei geraden Linien, sondern auch in einer gekrümmten Flächenform ausgebildet werden. Insbesondere ist der Strömungsweg 20 zwischen dem Außenzylinder 5 und dem rohrförmigen Innenzylinder 6 ausgebildet und kann in der Kühlwasserströmungsrichtung kreisförmig gekrümmt sein oder in der Richtung orthogonal zur Kühlwasserströmungsrichtung kreisförmig gekrümmt sein.
Auf diese Weise kann nicht nur in einem Fall, in dem die erste breite Fläche 11 und die zweite breite Fläche 12 in einer ebenen Form ausgebildet sind, sondern auch in einem Fall, in dem der Strömungsweg 20 in der Umfangsrichtung ausgebildet ist oder in einem Fall, in dem der Strömungsweg 20 in der Breitenrichtung kreisförmig gekrümmt ist, in ähnlicher Weise durch das Bereitstellen der Vorsprungsabschnitte 30 die Wärmeaustauscheffizienz zwischen dem Elektromotor 80 als dem zu kühlenden Gerät und dem Kühlwasser verbessert werden, je nachdem, wie das Kühlwasser durch den Strömungsweg 20 fließt.
Gemäß der obigen Ausführungsform werden die folgenden Wirkungen ausgeübt.
In einer Kühlvorrichtung 1, die eine erste breite Fläche 11 und eine zweite breite Fläche 12 aufweist, die der ersten breiten Fläche 11 zugewandt ist, und die ein Wechselrichtermodul 8 mit Kühlwasser kühlt, das durch einen flachen Strömungsweg 20 fließt, der zwischen der ersten breiten Fläche 11 und der zweiten breiten Fläche 12 ausgebildet ist, kühlt die erste breite Fläche 11 das Wechselrichtermodul 8 mit dem Kühlwasser, die zweite breite Fläche 12 eine Vielzahl von Vorsprungsabschnitten 30 aufweist, die in den Strömungsweg 20 hineinragen und sich in einer Strömungswegbreitenrichtung erstrecken, wobei die Vorsprungsabschnitte 30 nebeneinander in einer Kühlwasserströmungsrichtung angeordnet sind, die erste breite Fläche 11 nicht mit den Vorsprungsabschnitten 30 versehen ist, die Vorsprungsabschnitte 30 jeweils eine erste geneigte Fläche 31 aufweisen, die so geneigt ist, dass sie sich der ersten breiten Fläche 11 von stromaufwärts bis stromabwärts in der Kühlwasserströmungsrichtung nähert, und eine zweite geneigte Fläche 32, die abwechselnd mit der ersten geneigten Fläche 31 in der Kühlwasserströmungsrichtung angeordnet ist und so geneigt ist, dass sie von der ersten breiten Fläche 11 von stromaufwärts bis stromabwärts in der Kühlwasserströmungsrichtung beabstandet ist, und die Vorsprungsabschnitte 30 jeweils so ausgebildet sind, dass in einem entlang der Kühlwasserströmungsrichtung genommenen Querschnitt ein virtueller erster Kreis C1 an drei Punkten auf der ersten breiten Oberfläche 11, der zweiten geneigten Oberfläche 32 und der ersten geneigten Oberfläche 31 benachbart zu der zweiten geneigten Oberfläche 32 stromabwärts in der Kühlwasserströmungsrichtung eingeschrieben ist.
Gemäß der Konfiguration sind die Vorsprungsabschnitte 30 jeweils so geformt, dass im Querschnitt entlang der Kühlwasserströmungsrichtung der virtuelle erste Kreis C1 an drei Punkten auf der ersten breiten Fläche 11, der zweiten geneigten Fläche 32 und der ersten geneigten Fläche 31, die an die zweite geneigte Fläche 32 angrenzt und stromabwärts von dieser liegt, in der Kühlwasserströmungsrichtung eingeschrieben ist. Daher wird, wenn das Kühlwasser von der ersten geneigten Fläche 31 zu der zweiten geneigten Fläche 32 fließt, die an die erste geneigte Fläche 31 angrenzt und stromabwärts von dieser in der Kühlwasserströmungsrichtung liegt, ein Längswirbel erzeugt und fließt entlang der zweiten geneigten Fläche 32, und ein großer Längswirbel wird in einem Raum erzeugt, in dem der virtuelle erste Kreis C1 an den drei Punkten eingeschrieben ist. Daher ist es möglich, die Effizienz des Wärmeaustauschs zwischen dem Wechselrichtermodul 8 und dem Kühlwasser in einem Raum zu verbessern, in dem der virtuelle erste Kreis C1 an den drei Punkten eingeschrieben ist. Daher kann die Effizienz des Wärmeaustauschs zwischen dem Wechselrichtermodul 8 und dem Kühlwasser in Abhängigkeit davon verbessert werden, wie das Kühlwasser durch den Strömungsweg 20 fließt.
Die Vorsprungsabschnitte 30 umfassen jeweils einen Spitzenabschnitt 33, der zwischen der ersten geneigten Fläche 31 und der zweiten geneigten Fläche 32 benachbart zu der ersten geneigten Fläche 31 stromabwärts in der Kühlwasserströmungsrichtung ausgebildet ist, und einen Talabschnitt 34, der zwischen der zweiten geneigten Fläche 32 und der ersten geneigten Fläche 31 benachbart zu der zweiten geneigten Fläche 32 stromabwärts in der Kühlwasserströmungsrichtung ausgebildet ist, und die Vorsprungsabschnitte 30 sind jeweils so ausgebildet, dass, in einem Querschnitt entlang der Kühlwasserströmungsrichtung ein virtueller zweiter Kreis C2 an drei Punkten auf der ersten geneigten Fläche 31 stromaufwärts des Spitzenabschnitts 33, der zweiten geneigten Fläche 32 stromabwärts des Spitzenabschnitts 33 und einer virtuellen gegenüberliegenden Fläche S, die der ersten breiten Fläche 11 gegenüberliegt und in der sich der Talabschnitt 34 befindet, eingeschrieben ist, und der Spitzenabschnitt 33 nicht in den zweiten Kreis C2 fällt.
Wenn das Kühlwasser durch den Strömungsweg 20 zwischen dem Spitzenabschnitt 33 und der ersten breiten Fläche 11 fließt, neigt das Kühlwasser dazu, in einer Richtung zu fließen, die nahezu senkrecht zu einer Kammlinie des Spitzenabschnitts 33 ist, um den Widerstand zu verringern. Andererseits, wenn das Kühlwasser durch den Strömungsweg 20 zwischen dem Talabschnitt 34 und der ersten breiten Fläche 11 fließt, neigt das Kühlwasser dazu, in einer Richtung entlang einer Kammlinie des Talabschnitts 34 zu fließen, die einen geringen Widerstand aufweist. Auf diese Weise fließt das Kühlwasser abwechselnd durch den Spitzenabschnitt 33 und den Talabschnitt 34, wodurch in dem Talabschnitt 34, der zwischen einem Paar Spitzenabschnitten 33 liegt, eine starke Wirbelströmung (ein Längswirbel) erzeugt wird. Daher kann der Längswirbel effizient erzeugt werden.
Ferner ist Rm1 > Rm2, wobei ein Radius des ersten Kreises C1 gleich Rm1 und ein Radius des zweiten Kreises C2 gleich Rm2 ist.
Gemäß der Konfiguration ist es durch die Einstellung von Rm1 > Rm2 möglich, eine Strömungsweg-Querschnittsfläche des Strömungswegs 20 zwischen dem Spitzenabschnitt 33 und der ersten breiten Oberfläche 11 ausreichend zu sichern.
Wenn P ein Abstand zwischen Spitzenabschnitten 33 ist, die in der Kühlwasserströmungsrichtung nebeneinanderliegen, und Dv eine Distanz zwischen dem Spitzenabschnitt 33 und der ersten breiten Fläche 11 ist, beträgt Rm1 × P/Dv 4 bis 40.
Wenn Rm1 × P/Dv in einem Bereich von 4 bis 40 liegt, wird die Leistung der Kühlvorrichtung 1 im Vergleich zu einem flachen Strömungsweg, in dem die Vorsprungsabschnitte 30 nicht ausgebildet sind, verbessert. Daher kann durch Einstellen von Rm1 × P jDv in den Bereich von 4 bis 40 ein Wärmeübergangskoeffizient verbessert werden, d.h. eine Leistungsverbesserungsmarge kann erhöht werden.
Die in Strömungsrichtung benachbarten Vorsprungsabschnitte 30 sind in entgegengesetzte Richtungen geneigt, so dass sie sich in der Strömungsrichtung des Kühlwassers abwechseln, die Kammlinien der in Strömungsrichtung benachbarten Spitzenabschnitte 33 werden kontinuierlich gebildet, und die Kammlinien der in Strömungsrichtung benachbarten Talabschnitte 34 werden kontinuierlich gebildet.
Durch die Anordnung kann eine bessere Temperaturverteilung des Kühlwassers im Strömungsweg 20 erreicht werden.
Die Vorsprungsabschnitte 30 sind über eine gesamte Breite in der Breitenrichtung des Strömungswegs ausgebildet.
Gemäß der Konfiguration kann das Kühlwasser, wenn es einen Abschnitt gibt, in dem die Vorsprungsabschnitte 30 nicht ausgebildet sind, den Abschnitt umgehen, aber die Vorsprungsabschnitte 30 sind über die gesamte Breite in der Strömungswegbreitenrichtung ausgebildet, und somit ist es möglich, eine Verringerung der Wärmeaustauschleistung zu verhindern.
Der Strömungsweg 20 umfasst einen zentralen Strömungsweg 21, der mit den Vorsprungsabschnitten 30 versehen ist, einen seitlichen Strömungsweg 22, der außerhalb des zentralen Strömungswegs 21 in der Strömungswegbreitenrichtung angeordnet ist, und einen Wendeströmungsweg 23, in dem das Kühlwasser vom zentralen Strömungsweg 21 zum seitlichen Strömungsweg 22 zurückgeführt wird.
Gemäß der Konfiguration kann das Wechselrichtermodul 8, da der zentrale Abschnitt des Wechselrichtermoduls 8 in der Strömungswegbreitenrichtung eine große Wärmeerzeugungsmenge aufweist, effizient gekühlt werden, indem die Vorsprungsabschnitte 30 in dem zentralen Strömungsweg 21 bereitgestellt werden, der den zentralen Abschnitt kühlt. Das Kühlwasser, das über den Wendeströmungsweg 23 zurückgeführt wird, fließt durch den seitlichen Strömungsweg 22, so dass es möglich ist, einen Abschnitt des Wechselrichtermoduls 8 mit einer relativ kleinen Wärmeerzeugungsmenge weiter zu kühlen.
Der seitliche Strömungsweg 22 ist mit den Vorsprungsabschnitten 30 versehen.
Da die Vorsprungsabschnitte 30 nicht nur im zentralen Strömungsweg 21, sondern auch im seitlichen Strömungsweg 22 ausgebildet sind, kann der Wärmeaustauschwirkungsgrad des Wechselrichtermoduls 8 gemäß der Konfiguration weiter verbessert werden.
Die Vorsprungsabschnitte 30 können in Abhängigkeit von der Wärmeerzeugungsmenge des Wechselrichtermoduls 8 nicht im seitlichen Strömungsweg 22 ausgebildet sein. In diesem Fall kann der Widerstand des Kühlwassers reduziert werden, indem die Vorsprungsabschnitte 30 im seitlichen Strömungsweg 22 nicht ausgebildet werden.
Der Strömungsweg 20 ist so ausgebildet, dass eine stromabwärts gelegene Seite in Strömungsrichtung des Kühlwassers in der Strömungswegbreitenrichtung schmaler ist als eine stromaufwärts gelegene Seite in Strömungsrichtung des Kühlwassers.
Gemäß der Konfiguration hat das Kühlwasser, das durch einen schmalen Abschnitt 27 fließt, eine höhere Strömungsgeschwindigkeit als das Kühlwasser, das durch einen breiten Abschnitt 25 fließt. Daher kann das Wechselrichtermodul 8 selbst dann, wenn es im breiten Abschnitt 25 und im Breitenverringerungsabschnitt 26 gekühlt wird und die Temperatur des Kühlwassers erhöht wird, im schmalen Abschnitt 27 durch Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit gekühlt werden.
Die erste breite Fläche 11 wird durch eine Bodenfläche des Wechselrichtermoduls 8 gebildet.
Gemäß der Konfiguration kann die Effizienz des Wärmeaustauschs weiter verbessert werden, indem das Kühlwasser in direkten Kontakt mit dem Wechselrichtermodul 8 gebracht wird.
Die Vorsprungsabschnitte 30 umfassen jeweils: den Spitzenabschnitt 33, der zwischen der ersten geneigten Fläche 31 und der zweiten geneigten Fläche 32 neben der ersten geneigten Fläche 31 stromabwärts in der Kühlwasserströmungsrichtung gebildet ist; den Talabschnitt 34, der zwischen der zweiten geneigten Fläche 32 und der ersten geneigten Fläche 31 neben der zweiten geneigten Fläche 32 stromabwärts in der Kühlwasserströmungsrichtung gebildet ist; und eine Gleichrichterrippe 37, die sich stromabwärts in der Kühlwasserströmungsrichtung von einem oberen Abschnitt 36 erstreckt, der stromabwärts in der Kühlwasserströmungsrichtung in einem Verbindungsabschnitt 35 zwischen den Spitzenabschnitten 33 durchgehend in der Strömungswegbreitenrichtung hervorsteht.
Da der Strömungsweg 20 durch die Gleichrichterrippe 37 in der Strömungswegbreitenrichtung unterteilt ist, können Interferenzen zwischen den Längswirbeln des Kühlwassers auf beiden Seiten der Gleichrichterrippe 37 verhindert werden. Daher ist es möglich, die Kühlleistung zu verbessern und gleichzeitig einen Anstieg des Kühlwasserwiderstands zu verhindern.
Die erste breite Fläche 11 erstreckt sich linear in einer Richtung der Kühlwasserströmungsrichtung und einer Richtung orthogonal zur Kühlwasserströmungsrichtung und erstreckt sich linear oder ist kreisförmig gekrümmt in der anderen Richtung.
Gemäß der Konfiguration kann nicht nur in einem Fall, in dem die erste breite Fläche 11 in einer ebenen Form ausgebildet ist, sondern auch in einem Fall, in dem der Strömungsweg 20 in der Umfangsrichtung ausgebildet ist, oder in einem Fall, in dem der Strömungsweg 20 in der Breitenrichtung kreisförmig gekrümmt ist, in ähnlicher Weise durch das Bereitstellen der Vorsprungsabschnitte 30 die Wärmeaustauscheffizienz zwischen einem Elektromotor 80 als die zu kühlende Vorrichtung und dem Kühlwasser verbessert werden, je nachdem, wie das Kühlwasser durch den Strömungsweg 20 fließt.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurden, sind die oben genannten Ausführungsformen lediglich ein Teil der Anwendungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und bedeuten nicht, dass der technische Umfang der vorliegenden Erfindung auf die spezifischen Konfigurationen der oben genannten Ausführungsformen beschränkt ist.
In der obigen Ausführungsform kühlt die Kühlvorrichtung 1 zum Beispiel das Wechselrichtermodul 8 oder den Elektromotor 80, aber stattdessen kann die Kühlvorrichtung 1 auch andere zu kühlende Geräte kühlen.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität unter der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-063569 , die am 31. März 2020 beim japanischen Patentamt eingereicht wurde, und der gesamte Inhalt dieser Anmeldung ist hier durch Bezugnahme enthalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2020014278 A [0002, 0003]
JP 2020063569 [0119]

Claims

Eine Kühlvorrichtung, die eine erste breite Fläche aufweist und eine zweite breite Fläche, die der ersten breiten Fläche zugewandt ist, und die eine zu kühlende Vorrichtung mit einem Fluid kühlt, das durch einen flachen Strömungsweg fließt, der zwischen der ersten breiten Fläche und der zweiten breiten Fläche gebildet ist, wobei die zweite breite Fläche eine Vielzahl von Vorsprungsabschnitten aufweist, die in den Strömungsweg hineinragen, wobei sich die Vorsprungsabschnitte in einer Strömungswegbreitenrichtung erstrecken und die Vorsprungsabschnitte nebeneinander in einer Fluidströmungsrichtung angeordnet sind, die erste breite Fläche nicht mit den Vorsprungsabschnitten versehen ist, die Vorsprungsabschnitte jeweils umfassen: eine erste geneigte Fläche, die so geneigt ist, dass sie sich der ersten breiten Fläche von stromaufwärts nach stromabwärts in der Fluidströmungsrichtung nähert; und eine zweite geneigte Fläche, die abwechselnd mit der ersten geneigten Fläche in der Fluidströmungsrichtung angeordnet und so geneigt ist, dass sie von der ersten breiten Fläche von stromaufwärts nach stromabwärts in der Fluidströmungsrichtung beabstandet ist, und die Vorsprungsabschnitte jeweils so geformt sind, dass in einem Querschnitt entlang der Fluidströmungsrichtung ein virtueller erster Kreis an drei Punkten auf der ersten breiten Fläche, der zweiten geneigten Fläche und der ersten geneigten Fläche neben der zweiten geneigten Fläche stromabwärts in der Fluidströmungsrichtung eingeschrieben ist.
Die Kühlvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Vorsprungsabschnitte jeweils umfassen: einen Spitzenabschnitt, der zwischen der ersten geneigten Fläche und der zweiten geneigten Fläche angrenzend an die erste geneigte Fläche stromabwärts in der Fluidströmungsrichtung ausgebildet ist; und einen Talabschnitt, der zwischen der zweiten geneigten Fläche und der ersten geneigten Fläche angrenzend an die zweite geneigte Fläche stromabwärts in der Fluidströmungsrichtung ausgebildet ist, und die Vorsprungsabschnitte jeweils so geformt sind, dass in einem Querschnitt entlang der Fluidströmungsrichtung ein virtueller zweiter Kreis an drei Punkten auf der ersten geneigten Fläche stromaufwärts des Spitzenabschnitts, der zweiten geneigten Fläche stromabwärts des Spitzenabschnitts und einer virtuellen gegenüberliegenden Fläche, die der ersten breiten Fläche zugewandt ist und in der sich der Talabschnitt befindet, eingeschrieben ist, und der Spitzenabschnitt nicht in den zweiten Kreis fällt.
Die Kühlvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei Rm1 > Rm2, wobei Rm1 ein Radius des ersten Kreises und Rm2 ein Radius des zweiten Kreises ist.
Die Kühlvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei wenn P ein Abstand zwischen in Strömungsrichtung benachbarten Spitzenabschnitten und Dv ein Abstand zwischen dem Spitzenabschnitt und der ersten breiten Oberfläche ist, Rm1 × P/Dv 4 bis 40 beträgt.
Die Kühlvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Vorsprungsabschnitte, die in Strömungswegbreitenrichtung aneinandergrenzen, in entgegengesetzte Richtungen geneigt sind, so dass sie sich in der Fluidströmungsrichtung abwechseln, Kammlinien der in der Breitenrichtung des Strömungsweges einander benachbarten Spitzenabschnitt kontinuierlich ausgebildet sind, und Kammlinien von Talabschnitten, die in der Breitenrichtung des Strömungsweges aneinander angrenzen, kontinuierlich ausgebildet sind.
Die Kühlvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vorsprungsabschnitte über eine gesamte Breite in Strömungswegbreitenrichtung ausgebildet sind.
Die Kühlvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Strömungsweg umfasst: einen zentralen Strömungsweg, der mit den Vorsprüngen versehen ist; einen seitlichen Strömungsweg, der außerhalb des zentralen Strömungswegs in Richtung der Breite des Strömungswegs angeordnet ist; und einen Umkehrströmungsweg, in dem das Fluid vom zentralen Strömungsweg zum seitlichen Strömungsweg umgelenkt wird.
Die Kühlvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei der seitliche Strömungsweg mit den Vorsprüngen versehen ist.
Die Kühlvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Strömungsweg so geformt ist, dass eine stromabwärts gelegene Seite in Strömungsrichtung schmaler ist als eine stromaufwärts gelegene Seite in Strömungsrichtung.
Die Kühlvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste breite Fläche durch eine Bodenfläche der zu kühlenden Vorrichtung gebildet wird.
Die Kühlvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Vorsprungsabschnitte jeweils umfassen: den Spitzenabschnitt, der zwischen der ersten geneigten Fläche und der zweiten geneigten Fläche neben der ersten geneigten Fläche stromabwärts in der Fluidströmungsrichtung ausgebildet ist; den Talabschnitt, der zwischen der zweiten geneigten Fläche und der ersten geneigten Fläche angrenzend an die zweite geneigte Fläche stromabwärts in der Fluidströmungsrichtung ausgebildet ist; und eine Gleichrichterrippe, die sich stromabwärts in der Fluidströmungsrichtung von einem oberen Abschnitt erstreckt, der stromabwärts in der Fluidströmungsrichtung in einem Verbindungsabschnitt zwischen den Spitzenabschnitten kontinuierlich in der Strömungswegbreitenrichtung vorsteht.
Die Kühlvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die erste breite Fläche sich linear in einer Richtung der Fluidströmungsrichtung und einer Richtung orthogonal zur Fluidströmungsrichtung erstreckt und sich linear erstreckt oder kreisförmig in der anderen Richtung gekrümmt ist.