説明

コンデンサ装置

【課題】コンデンサ装置において、筐体内に格子状に配置された複数のコンデンサ素子の冷却効率を高めることを可能とする。
【解決手段】筐体の一方側の側面202から他方側の側面204に向かって流れる冷媒によって筐体内に格子状に配置された複数のコンデンサ素子30を冷却するコンデンサ装置10であって、筐体の一方側の側面202から他方側の側面204に向かって先細りとなる冷媒取込領域40と、冷媒取込領域40の両側に配置される複数のコンデンサ素子30と、を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コンデンサ装置に係り、特に、筐体内に複数のコンデンサ素子が配置されるコンデンサ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、環境問題等の対応として電気自動車やハイブリッド車が注目を集めている。そして、これらの電気自動車やハイブリッド車には、蓄電装置やインバータ等が搭載されており、蓄電装置とインバータとの間には、直流電圧を平滑化するためのコンデンサ装置が配置されている。また、蓄電装置としてコンデンサ装置が用いられることもある。このようなコンデンサ装置には、筐体の内部に複数のコンデンサ素子が敷き詰めて配置されており、コンデンサ装置が作動した場合に複数のコンデンサ素子において発生する熱を冷却する必要がある。
【0003】
本発明に関連する冷却技術として、例えば特許文献1には、半導体装置において、1以上の半導体素子が一面側に実装された基板と、基板が接合される筐体の内部に冷媒流路が形成されるとともに、冷媒流路における冷媒流通方向に沿う方向に配置され冷媒流路を区画するフィンが、冷媒の流通方向と略直交する方向に複数設けられた冷却器とを備えるものが開示されている。そして、上記フィンの、冷媒の流通方向と略直交する方向への配置ピッチが、半導体素子からの距離に応じて異なる半導体装置であることが述べられている。さらに、半導体素子の近傍に配置されるフィンの側面に、冷媒の流れの乱流発生を促進する乱流発生促進部を備えることが開示されている。
【0004】
また、特許文献2には、冷蔵庫において、冷蔵庫本体の底部に設けられた扁平状のダクト内に、蛇行状に複数回折返された冷媒パイプに放熱ワイヤを添設したコンデンサを配置し、ダクト内に冷却風を通すことによりコンデンサの放熱を図るようにしたものが開示されている。そして、コンデンサの冷却風の流入側部位に位置して、冷却風の流れに擾乱を発生させる擾乱発生手段を設けたものが開示されている。
【0005】
また、特許文献3には、コンテナ用冷凍装置において、筐体内に、冷媒回路によって接続されたコンプレッサとコンデンサとエバポレータとからなる冷凍機器を配置したものが開示されている。そして、一対のコンデンサを側面視略V字状に配置したコンデンサユニットを構成してなるものが述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2008−288330号公報
【特許文献2】特開平7−270035号公報
【特許文献3】特開2006−71253号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記特許文献1では、半導体素子の冷却効率を高めることは記載されているものの格子状に配置された複数のコンデンサの素子の冷却を行うことについては開示されていない。また、上記特許文献2では、擾乱発生手段によってコンデンサ素子の放熱が促進することができるが、格子状に配置された複数のコンデンサ素子の冷却効率を高めることについては開示されていない。さらに、特許文献3には、一対のコンデンサ素子をV字状にしてコンデンサ素子の熱交換性能を向上させることについては述べられているが、格子状に配置された複数のコンデンサ素子の冷却効率を高めることについては述べられていない。
【0008】
本発明の目的は、筐体内において格子状に配置された複数のコンデンサ素子の冷却効率を高めることを可能とするコンデンサ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係るコンデンサ装置は、筐体の一方側の側面から他方側の側面に向かって流れる冷媒によって筐体内に格子状に配置された複数のコンデンサ素子が冷却されるコンデンサ装置であって、筐体の一方側の側面から他方側の側面に向かって先細りとなる領域である冷媒取込領域と、冷媒取込領域の両側に配置される複数のコンデンサ素子と、を備えることを特徴とする。
【0010】
また、本発明に係るコンデンサ装置において、冷媒取込領域は、冷媒取込領域の先細りの先端側に設けられ、冷媒の流れを層流から乱流へと変化させる障害物を有することが好ましい。
【0011】
また、本発明に係るコンデンサ装置において、筐体は、冷媒取込領域の先細りの先端側の底面に設けられ、外部から流れ変更用冷媒を導入する導入貫通孔を有することが好ましい。
【発明の効果】
【0012】
上記構成のコンデンサ装置によれば、筐体の一方側の側面から他方側の側面に向かって先細りとなる領域である冷媒取込領域の両側に格子状に複数のコンデンサ素子が配置される。これにより、筐体の一方側の側面から冷媒を流入した場合に冷媒取込領域を介してそれぞれのコンデンサ素子に対してほぼ均等に冷媒を供給することができるため、複数のコンデンサ素子の冷却効率を高めることができる。
【0013】
また、上記構成の障害物を有するコンデンサ装置によれば、冷媒の流れを層流から冷却能力の高い乱流へと変化させることができる。これにより、コンデンサ素子の冷却をより効率よく行うことができる。
【0014】
また、上記構成の導入貫通孔を有するコンデンサ装置によれば、導入貫通孔から流れ変更用冷媒を外部から導入することで、冷媒の流れを層流から冷却能力の高い乱流へと変化させることができる。これにより、コンデンサ素子の冷却をより効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の一実施形態であるコンデンサ装置の平面図である。
【図2】本発明の一実施形態であるコンデンサ装置の側面図である。
【図3】本発明の一実施形態であるコンデンサ装置の変形例である。
【図4】本発明の一実施形態であるコンデンサ装置の別の変形例である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。また、以下ではコンデンサ素子の形状は、円筒形状であるものとして説明するが、筐体内で格子状に配置できるものであればよく、例えば多角柱形状であってもよい。また、以下では、冷媒として空気であるものとして説明するが、冷却を行うことができる流体であればよく、例えば不活性ガスや場合によっては絶縁性の高い水であってもよい。
【0017】
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
【0018】
図1は、コンデンサ装置10の平面図である。図2は、コンデンサ装置10の側面図(図1の矢印A方向から見た図)である。コンデンサ装置10は、ケース20と、複数の円筒形状を有するコンデンサ素子30とを含んで構成される。
【0019】
ケース20は、複数のコンデンサ素子30を格納する筐体である。ケース20は、適当な強度かつ放熱性に優れた部材からなり、例えばアルミニウム等からなる。ケース20の一方側の側面202と他方側の側面204には、複数のコンデンサ素子30を冷却する冷媒である空気を流すために必要な開口部(図示しない)が設けられている。そして、ケース20の側面206には、ケース20の外部からケース20の内部へ空気を取り込むための2つのスリット206aが設けられている。ケース20の側面206に対向するケース20の側面208にもスリット206aと同様のスリットが設けられている。
【0020】
複数のコンデンサ素子30は、冷媒である空気を流入する一方側の側面202から他方側の側面204に向かって先細りとなる領域である冷媒取込領域40の両側に格子状に敷き詰めて配置される。ここで、冷媒取込領域40は、コンデンサ素子30が配置されない領域であり、平面視略V字形状を有している。換言すれば、格子状に整列配置される複数のコンデンサ素子30について、ケース20のほぼ中央の格子間隔について、一方側(側面202側)の間隔を広げ、他方側(側面204側)に向かうにつれ、その間隔を狭めていくことで、平面視略V字形状の冷媒取込領域40が形成されている。
【0021】
なお、ケース20に複数のコンデンサ素子30が格子状に配置されるのは、コンデンサ装置10全体として耐故障性を向上させるためである。すなわち、仮にコンデンサ素子30の1つまたはいくつかが故障しても、コンデンサ装置10全体が全く機能しなくなることを防止するため、コンデンサ装置10は、複数のコンデンサ素子30から形成されている。
【0022】
続いて、上記構成のコンデンサ装置10の作用について、図1,図2を参照して説明する。コンデンサ装置10を作動させると格子状に敷き詰めて配置された複数のコンデンサ素子30が発熱する。複数のコンデンサ素子30を冷却するために冷媒である空気を矢印Bに示されるようにケース20の一方側の側面202から他方側の側面204に向かって流し込む。また、ケース20の側面206,208のそれぞれのスリットからは矢印Cに示されるように外部からの空気が取り込まれる。ここで、一方側の側面202から流入する冷媒である空気については、冷媒取込領域40によって冷媒である空気を取り込む領域が確保されているため、格子状に敷き詰めて配置された複数のコンデンサ素子30をほぼ均等に冷却することができる。これにより、ケース20内で格子状に配置された複数のコンデンサ素子30の冷却効率を高めることができる。
【0023】
次に、コンデンサ装置10の変形例であるコンデンサ装置11について説明する。コンデンサ装置11とコンデンサ装置10との相違は、障害物50を有する点である。コンデンサ装置11の障害物50は、冷媒取込領域40の先細りとなる先端部側に設けられる障害物である。障害物50は、略楕円筒形状を有し、その高さは、コンデンサ素子30とほぼ同じ高さh(図2参照)である。
【0024】
ここで、一方側の側面202から流入する冷媒である空気の流れは層流である。そして、コンデンサ装置11には、障害物50が設けられているため、冷媒である空気が冷媒取込領域40を通過して障害物50に衝突することで、空気の流れが冷却能力の高い乱流へと変化する。これにより、さらにケース20内で格子状に配置された複数のコンデンサ素子30の冷却効率を高めることができる。
【0025】
次に、コンデンサ装置10の別の変形例であるコンデンサ装置12について説明する。コンデンサ装置12とコンデンサ装置10との相違は、導入貫通孔60を有する点である。コンデンサ装置12の導入貫通孔60は、コンデンサ装置12の底面209において冷媒取込領域40の先細りとなる先端部側に設けられる貫通孔である。
【0026】
このように、コンデンサ装置12の冷媒取込領域40には導入貫通孔60が設けられており、層流状態の冷媒である空気がケース20内に流入しても、その冷媒である空気が導入貫通孔60から導入された流れ変更用冷媒である空気と衝突することで冷却能力の高い乱流として変化する。これにより、さらにケース20内で格子状に配置された複数のコンデンサ素子30の冷却効率を高めることができる。
【符号の説明】
【0027】
10,11,12 コンデンサ装置、20 ケース、30 コンデンサ素子、40 冷媒取込領域、50 障害物、60 導入貫通孔、202,204,206,208 側面、206a スリット、209 底面。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
筐体の一方側の側面から他方側の側面に向かって流れる冷媒によって筐体内に格子状に配置された複数のコンデンサ素子が冷却されるコンデンサ装置であって、
筐体の一方側の側面から他方側の側面に向かって先細りとなる領域である冷媒取込領域と、
冷媒取込領域の両側に配置される複数のコンデンサ素子と、
を備えることを特徴とするコンデンサ装置。
【請求項2】
請求項1に記載のコンデンサ装置において、
冷媒取込領域は、冷媒取込領域の先細りの先端側に設けられ、冷媒の流れを層流から乱流へと変化させる障害物を有することを特徴とするコンデンサ装置。
【請求項3】
請求項1に記載のコンデンサ装置において、
筐体は、冷媒取込領域の先細りの先端側の底面に設けられ、外部から流れ変更用冷媒を導入する導入貫通孔を有することを特徴とするコンデンサ装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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