[發明專利]熱交換裝置

無效

• 申請號: 201210495616.1
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103137580A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 平田修一;富田芳樹;中島優
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01L23/473
• 分類號: H01L23/473;H05K7/20;G01K1/14
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張建濤;車文

技術領域

已知熱交換裝置被設計成冷卻例如在運行時產生熱能的半導體裝置。熱交換裝置在熱交換器主體的外表面上安裝有半導體裝置，并且液體冷卻劑流經該熱交換器主體，因此用液體冷卻劑冷卻該半導體裝置。本說明書公開了一種裝置，該裝置在流經熱交換器主體的熱載體與被設置在該熱交換器主體的外側上的裝置之間進行熱交換。該熱載體并不限于液體，并且可以是氣態介質或在氣體和液體之間的中間介質。更具體地，本發明的熱交換裝置可以是用于冷卻設備的熱交換裝置或用于加熱設備的熱交換裝置。

背景技術

熱交換裝置通常需要對熱載體溫度的精確檢測。具體地，在通過在半導體裝置與液體冷卻劑之間的熱交換來冷卻用于調節被供應至車輛安裝的牽引馬達的電功率的半導體裝置的情形中，精確地檢測液體冷卻劑的溫度是極其有必要的。此外，在液體冷卻劑的溫度波動的情形中，即時地檢測溫度變化是極其有必要的。

然而，難以將用于檢測熱載體溫度的溫度傳感器設置在熱交換器主體內。溫度傳感器通常被設置在熱交換器主體的外側上。在溫度傳感器被設置在熱交換器主體的外側上的情形中，各種因素影響溫度傳感器的輸出。在精確觀察中，熱載體的溫度、熱交換器主體的壁的溫度、以及與熱載體進行熱交換的裝置的溫度彼此不同。在消除與熱載體進行熱交換的裝置的溫度的影響的同時，使用設置在熱交換器主體的外側上的溫度傳感器來檢測熱載體溫度必須進行各種考慮。

圖3和圖4示出在日本專利申請No.2010-268115（JP?2010-268115）的說明書和附圖中所公開的熱交換裝置的溫度傳感器的周圍結構。然而，該專利申請尚未被特開（注意：雖然在提交本發明的申請的日期2011年11月28日該專利申請未被特開，但是該專利申請在2012年6月21日之后作為日本專利申請公開No.2012-119501（JP2012-119501A）被特開）。該熱交換裝置包括熱交換器主體7，在該熱交換主體7中，頂板8疊置在底板6上，以在頂板8與底板6之間限定熱載體通道4。通過以下方式將溫度傳感器18固定至熱交換器主體7。底板6和頂板8在疊置的位置處形成有通孔6a、8a，所述通孔6a、8a允許螺栓12穿過通孔6a、8a。螺栓12被擠壓插入到通孔6a中并且被固定在該通孔6a中。螺栓12的桿部穿過頂板8的通孔8a。溫度傳感器18被固定至溫度傳感器支撐板16。溫度傳感器支撐板16形成有通孔16a以允許螺栓12的桿部穿過。將螺栓12的桿部插入通過溫度傳感器支撐板16的通孔16a，并且將螺母14旋緊在螺栓12的末端上，因而溫度傳感器支撐板16被夾緊并且被固定在螺母14和頂板8之間。溫度傳感器18被固定在經頂板8面對熱載體通道4的位置處。

在日本專利申請公開No.2002-305010（JP?2002-305010A）中也公開了安裝有溫度傳感器的熱交換裝置。JP?2002-305010A的熱交換裝置采用邏輯板，該邏輯板具有嵌入在該板中的溫度傳感器。

圖3和圖4中所示的溫度傳感器固定技術在沒有反應延遲地檢測熱載體的溫度的方面具有問題。圖3示出被固定在經頂板8面對熱載體通道4的位置處的溫度傳感器18。然而，溫度傳感器18沒有與頂板8緊密接觸。更確切地，溫度傳感器支撐板16的覆蓋溫度傳感器18的底面的區域不與頂板8緊密接觸。因此，沿著途經熱載體通道4中的熱載體→頂板8→溫度傳感器18的熱傳遞通道傳遞的熱量出乎意料地小。實際上，測量結果表明，沿著途經熱載體通道4中的熱載體→頂板8→螺栓12→溫度傳感器支撐板16→溫度傳感器18的熱傳遞通道傳遞的熱量遠大于以上熱量。已發現，因為螺栓12和螺母14使頂板8與溫度傳感器支撐板16在圍繞螺栓12和螺母14的區域緊密接觸，所以后一個熱傳遞通道具有較小的熱阻。

根據圖3和圖4中所示的溫度傳感器固定技術，作為主熱傳遞通道，途經在熱載體通道4中的熱載體→頂板8→螺栓12→溫度傳感器支撐板16→溫度傳感器18的熱傳遞通道具有相對長的通道長度，使得將熱載體的溫度變化傳遞至溫度傳感器18需要長的時間。在圖3和圖4中所示的溫度傳感器固定技術中，在溫度測量期間的反應延遲是不容忽略的。在底板6與外殼2的壁接觸時，傳遞至螺栓12的熱能不僅來自頂板8而且還來自底板6。熱載體的溫度不同于外殼2的壁的溫度。根據圖3和圖4中所示的溫度傳感器固定技術，還發現外殼2的壁等的溫度影響溫度測量的結果。通過使用在JP?2002-305010A中公開的邏輯板，仍舊難以實現對熱載體的溫度的精確且快速檢測。

發明內容