[发明专利]热交换装置

说明书

技术领域

已知热交换装置被设计成冷却例如在运行时产生热能的半导体装置。热交换装置在热交换器主体的外表面上安装有半导体装置，并且液体冷却剂流经该热交换器主体，因此用液体冷却剂冷却该半导体装置。本说明书公开了一种装置，该装置在流经热交换器主体的热载体与被设置在该热交换器主体的外侧上的装置之间进行热交换。该热载体并不限于液体，并且可以是气态介质或在气体和液体之间的中间介质。更具体地，本发明的热交换装置可以是用于冷却设备的热交换装置或用于加热设备的热交换装置。

背景技术

热交换装置通常需要对热载体温度的精确检测。具体地，在通过在半导体装置与液体冷却剂之间的热交换来冷却用于调节被供应至车辆安装的牵引马达的电功率的半导体装置的情形中，精确地检测液体冷却剂的温度是极其有必要的。此外，在液体冷却剂的温度波动的情形中，即时地检测温度变化是极其有必要的。

然而，难以将用于检测热载体温度的温度传感器设置在热交换器主体内。温度传感器通常被设置在热交换器主体的外侧上。在温度传感器被设置在热交换器主体的外侧上的情形中，各种因素影响温度传感器的输出。在精确观察中，热载体的温度、热交换器主体的壁的温度、以及与热载体进行热交换的装置的温度彼此不同。在消除与热载体进行热交换的装置的温度的影响的同时，使用设置在热交换器主体的外侧上的温度传感器来检测热载体温度必须进行各种考虑。

图3和图4示出在日本专利申请No.2010-268115（JP 2010-268115）的说明书和附图中所公开的热交换装置的温度传感器的周围结构。然而，该专利申请尚未被特开（注意：虽然在提交本发明的申请的日期2011年11月28日该专利申请未被特开，但是该专利申请在2012年6月21日之后作为日本专利申请公开No.2012-119501（JP2012-119501A）被特开）。该热交换装置包括热交换器主体7，在该热交换主体7中，顶板8叠置在底板6上，以在顶板8与底板6之间限定热载体通道4。通过以下方式将温度传感器18固定至热交换器主体7。底板6和顶板8在叠置的位置处形成有通孔6a、8a，所述通孔6a、8a允许螺栓12穿过通孔6a、8a。螺栓12被挤压插入到通孔6a中并且被固定在该通孔6a中。螺栓12的杆部穿过顶板8的通孔8a。温度传感器18被固定至温度传感器支撑板16。温度传感器支撑板16形成有通孔16a以允许螺栓12的杆部穿过。将螺栓12的杆部插入通过温度传感器支撑板16的通孔16a，并且将螺母14旋紧在螺栓12的末端上，因而温度传感器支撑板16被夹紧并且被固定在螺母14和顶板8之间。温度传感器18被固定在经顶板8面对热载体通道4的位置处。

在日本专利申请公开No.2002-305010（JP 2002-305010A）中也公开了安装有温度传感器的热交换装置。JP 2002-305010A的热交换装置采用逻辑板，该逻辑板具有嵌入在该板中的温度传感器。

图3和图4中所示的温度传感器固定技术在没有反应延迟地检测热载体的温度的方面具有问题。图3示出被固定在经顶板8面对热载体通道4的位置处的温度传感器18。然而，温度传感器18没有与顶板8紧密接触。更确切地，温度传感器支撑板16的覆盖温度传感器18的底面的区域不与顶板8紧密接触。因此，沿着途经热载体通道4中的热载体→顶板8→温度传感器18的热传递通道传递的热量出乎意料地小。实际上，测量结果表明，沿着途经热载体通道4中的热载体→顶板8→螺栓12→温度传感器支撑板16→温度传感器18的热传递通道传递的热量远大于以上热量。已发现，因为螺栓12和螺母14使顶板8与温度传感器支撑板16在围绕螺栓12和螺母14的区域紧密接触，所以后一个热传递通道具有较小的热阻。

根据图3和图4中所示的温度传感器固定技术，作为主热传递通道，途经在热载体通道4中的热载体→顶板8→螺栓12→温度传感器支撑板16→温度传感器18的热传递通道具有相对长的通道长度，使得将热载体的温度变化传递至温度传感器18需要长的时间。在图3和图4中所示的温度传感器固定技术中，在温度测量期间的反应延迟是不容忽略的。在底板6与外壳2的壁接触时，传递至螺栓12的热能不仅来自顶板8而且还来自底板6。热载体的温度不同于外壳2的壁的温度。根据图3和图4中所示的温度传感器固定技术，还发现外壳2的壁等的温度影响温度测量的结果。通过使用在JP 2002-305010A中公开的逻辑板，仍旧难以实现对热载体的温度的精确且快速检测。

发明内容